带有波瓣抑制的波导件的制作方法

带有波瓣抑制的波导件


背景技术：

1.一些装置(例如，雷达)使用电磁信号来探测和跟踪物体。使用一个或多个天线来发射和接收电磁信号。天线可以用增益、波束宽度来表征，或者更具体地，用天线图来表征，天线图是根据方向的天线增益的度量。精确控制的天线图可以改善需要电磁信号的应用，而波导件可以用来改善这种特性。波导件可以包括引导天线附近的辐射的穿孔或辐射缝。当穿孔间隔大于收发信号的波长的二分之一时，可能会出现栅瓣，或次级主瓣。


技术实现要素：

2.本文描述了用于带有波瓣抑制的波导件的技术、设备和系统。在一些示例中，设备可以包括波导件，包括用于包含电介质的管，该管朝着通过该管的纵向方向限定了开口端，并进一步包括通过该管的表面并与电介质连通的辐射缝阵列。该波导件进一步包括与管分离的至少一个寄生槽，具有与辐射缝阵列平行的至少一部分长度。
3.在一些示例中，系统可以包括耦合器，可在致动时使用以与耦合器相关联的电磁波相互作用的收发器，以及波导件。波导件包括用于捕获所述电磁波和容纳电介质的管，所述管朝着通过所述管的纵向方向限定了开口端。该波导件进一步包括穿过管表面并与电介质连通的辐射缝阵列，以及与管分离的至少一个寄生槽，其至少部分长度与辐射缝阵列平行。
4.以此方式，波导件提供了一种天线图，其中栅瓣被抑制或大幅减少。本文件还描述了用于提供波瓣抑制的其他构造和系统。
5.本发明内容介绍了与带有波瓣抑制的波导件的波瓣抑制有关的简化概念，这些概念将在下文的具体实施方式和附图中进一步描述。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不是旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
6.本文参照以下附图描述了带有波瓣抑制的波导件的一个或多个方面的细节。在全部附图中使用相同的附图标记来指代相同特征和部件：图1示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式，具有带波瓣抑制的示例波导件的示例系统；图2a示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导件的俯视图；图2b示出了2a中所示的示例波导件的平面图和辐射图型；图3a示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导件的横截侧视图；图3b示出了根据本公开的一个或多个实施方式，辐射栅瓣的侧视图；图4示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导件的俯视图；
图5示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导件的俯视图；以及图6示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式，利用带波瓣抑制的示例波导件执行的方法。
具体实施方式
概述
7.雷达系统是一种用在许多行业(包括汽车行业)中的传感技术，用以获取关于周围环境的信息。天线，诸如本文所述的天线，可雷达系统中用以发射和接收电磁能量或信号。这种雷达系统可以在使用成阵列的多个天线元件，以提供比使用单个天线元件所能实现的更高的增益和指向性。如本文所教导的，来自单个元件的信号与适当的相位和加权振幅相结合，以在接收期间提供期望的天线接收模式。天线阵列也用于在各元件之间发射、分配信号功率，并使用适当的相位和加权振幅来提供期望的天线发射图型。
8.例如，考虑采用波导件将电磁能量传递到天线元件或从天线元件传递。该波导件可包括辐射缝阵列。辐射缝代表波导件的孔缝，其可布置为提供所需的相位、组合或分配信号和能量。作为示例，辐射缝，有时也可称为孔缝，可以在波导件的表面沿电磁波的传播方向等距间隔。辐射缝可能会导致天线图中出现栅瓣。栅瓣的尺寸和形状是基于辐射缝阵列的间距和布置。根据辐射缝的长度、辐射缝的间隔、电磁信号的波长、以及与波导件相关的其他组织因素之间的比例，减少的形式因素可能会导致不希望出现的栅瓣传播。可以调整波导件的几何形状，或者重新布置辐射缝，以试图减少设计规格以下的栅瓣。
9.与此技术和其他技术不同的是，描述了一种带有波瓣抑制的波导件。为了抑制天线图中的栅瓣，波导件包括至少一个与管分离的寄生槽，其长度的至少一部分与辐射缝阵列平行。该至少一个寄生槽具有一致的窄宽度和一致的深度，并与辐射缝阵列间隔开来，以实现所需的波瓣抑制。该寄生槽位于波导件的同一表面中，该表面限定了辐射缝阵列。这个寄生槽可以根据各种几何形状来限定。作为一个示例，沟槽可以是直线性的，并与辐射缝平行布置。以此方式，波导件提供了一种天线图，其中栅瓣被抑制或大幅减少。
10.该示例波导件对于在汽车环境中使用可能特别有利，例如，检测道路中的物体。在汽车雷达的视场内，栅瓣可以指错误的探测。抑制这些栅瓣可以提高雷达的准确性，因为错误的探测的数量减少了。
11.以这种方式，本公开内容描述了用波导件进行的波瓣抑制。事实上，该应用和本公开中提供的其他示例增加了波导件的辐射性能。这些只是所描述的技术和装置可用于抑制用于多元件波导件的栅瓣的几个示例。该文件现在转向示例操作环境，之后描述了示例装置、方法和系统。示例系统
12.图1示出了示例系统100，其包括根据本公开的技术、设备和系统的波导件102。该系统100包括波导件102、耦合器108、收发器110。收发器110在致动时可操作，以与和耦合器108和波导件102相关联的电磁波相互作用。
13.收发器110可以是各种部件，可以仅是接收器或发射器。耦合器108是收发器110和波导件102之间的联接，并且可以是通过波导件102的开口端112连接的同轴线缆或其他器
件，这形成天线组件。开口端112可以与管104的封闭端相对。开口端112可以限定开口，使得该开口端与电介质114相接，并限定通向通过管104的通道116的开口。
14.波导件102包括管104。管104可包括具有各种几何形状的各种材料。管104可以由金属形成以具有矩形的横截面。其他非详尽的示例包括圆柱形或方形横截面。
15.管104包括布置在波导件102的表面106上的辐射缝118阵列。辐射缝118可与电介质114连通，允许通过电介质传播的电磁波双向流过辐射缝118。电介质114可以是任何材料。作为示例，电介质114可以是来自波导件102周围环境的空气。包含在波导件102的管104内的电介质可以减少或移除，以产生由波导件102限定的真空体积。
16.与管104分离，波导件102包括寄生槽120。寄生槽120可以以各种几何形状实施。在一个示例中，寄生槽120可以是线性的，并平行于辐射缝118限定。波导件102的第二寄生槽122可以与管104分离。第二寄生槽122可以与寄生槽120相似，但在辐射缝118的相对侧上。寄生槽120、122可以限定在管104上的任何地方，并且可以在辐射缝118的同侧上，以实现对栅瓣的特定抑制。
17.管104限定了纵向方向128和垂直于该纵向方向128的纬向方向126。寄生槽120、122可以与纵向方向128平行。限定在横向于管104并从耦合器108散发的电磁波方向上的传播方向也可以与纵向方向128平行。以此，寄生槽120、122可以与横向于管104的电磁波的传播方向平行。
18.图2a示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导102-1的俯视图。图2a中所示的波导件102-1示出了与图1中描绘的部件相似的部件，因此是波导件102-1的示例。管104限定了表面106。辐射缝118可由管104通过表面106限定。第一辐射缝204、208、212和216布置在第一排200中，第一排200可以与纵向方向128平行。第一辐射缝204、208、212和216可以限定相应的第一中心点206、210、214和218。在示例中，中心点可被限定为相应形状或辐射缝的几何中心。第二辐射缝220、224和228布置在第二排202中，第二排202可以与纵向方向128平行。第二辐射缝220、224和228可以限定相应的第二中心点222、226和230。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是限定为辐射通过管104传播的电磁波的缝。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是各种几何形状。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以限定在通道246的边界内(如图2a所示)，与电介质114或限定在其中的真空区连通。
19.第一排200可以与第二排202交错布置。作为示例，第一排200与第二排202在纵向方向128上重叠。第一辐射缝204、208、212和216与第二辐射缝220、224和228在纵向方向128上交替形成排或伪排(例如，辐射缝204、220、208、224、212、228和216)。第一辐射缝204、208、212和216可以根据相应的中心点206、210、214、218、222、226和230，在纬向方向126上与第二辐射缝220、224和228间隔开。第一中心点206、210、214和218可以在纵向方向128上对齐，而第二中心点222、226和230可以在纵向方向128上对齐。
20.在该示例中，寄生槽120限定在表面106上，并且寄生槽120限定为与纵向方向128平行。因此，寄生槽120可以与第一排200和第二排202平行。
21.寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218间隔有第一距离242，与第二中心点222、226和230间隔有第二距离244。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218，以及第二中心点222、226和230在纬向方向上间隔开。在该示例中，寄生槽120限定了长度234。
长度234可以限定为寄生槽120的边缘之间的最长测量值，并且在横跨槽120可以是一致的或不一致的。在本示例中，长度234大于第一排的长度410(如图4所示)。第一排的长度410可以是所有辐射缝204、220、208、224、212、228和216的总长度。在另外的示例中，总长度可以是第一排的长度410加第二排的长度412。长度234也可以大于第二排的长度412(也示出在图4中)。
22.在该示例中，寄生槽120限定了宽度236。宽度236在纬向方向126中限定，并且可以小于辐射缝宽度232。辐射缝宽度232对于所有的辐射缝204、208、212、216、220、224和228或横跨所有的辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是一致或不一致的。在示例中，宽度236与辐射缝204、208、212、216、220、224和228的宽度有关，并且宽度236横跨寄生槽120可以是一致的或不一致的。
23.可以在表面106上限定第二寄生槽122。第二寄生槽122和寄生槽120可以在一个或多个方向上形成辐射缝204、208、212、216、220、224和228中的一个或多个的界限。寄生槽120和第二寄生槽122可以在纵向方向128(如图所示)上形成辐射缝204、208、212、216、220、224和228的界限。在示例中，第二寄生槽122限定了长度238和宽度240。长度238和宽度240横跨第二寄生槽122的相应部分可以是一致的或不一致的。长度238可以等于长度234，而宽度240可以等于宽度236。因此，第二寄生槽122可以与第一排200和第二排202平行。第二寄生槽122可以与第二中心点222、226和230以第一距离242间隔，与第一中心点206、210、214和218以第二距离244间隔。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218，以及第二中心点222、226和230在纬向方向上间隔开。
24.图2b示出了2a中所示的示例波导件的平面图和辐射图型254。当传播时，管104相对于限定的纵向方向128和纬向方向126辐射类似于辐射模型254的电磁波。
25.辐射模型254包括主瓣256和相关的栅瓣258、260、262、264和266。图2a中描述的槽120和122可以限定为减少栅瓣258、260、262、264和266。寄生槽120和122的效果可以是将栅瓣258、260、262、264和266抑制在负二十分贝以下，以用于各种应用，这减少了对相关信号的噪音和干扰。
26.图3a示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导件102-2的横截侧视图。波导件102-2是波导件102和102-1的示例。
27.管104的横截面示出为垂直于纵向方向128和纬向方向126。管104包括限定寄生槽120和第二寄生槽122以及辐射缝212和228的表面106。管104可以限定外直径300和内直径304。电介质114可以充满内直径304。内直径304可以由通道116限定。
28.寄生槽120限定了深度310。深度310横跨整个寄生槽120可以是一致的或不一致的。深度310可以包括小于外直径300的部分。在另外的示例中，深度310包括小于内直径304的部分。寄生槽120可以由垂直于在壁308和表面106的顶点306处的表面的壁或壁308限定。
29.第二寄生槽122限定了深度312。深度312横跨整个第二寄生槽122可以是一致的或不一致的。深度312可以包括小于外直径300的部分。在另外的示例中，深度312包括小于内直径304的部分。
30.图3b示出了根据本公开的一个或多个实施方式，辐射栅瓣的侧视图。管104根据寄生槽120和122以及辐射缝204、208、212、216、220、224和228限定了辐射模型254。如本视图所示，辐射模型254包括主瓣256和栅瓣258和260。栅瓣258和260的辐射能量可以通过寄生
槽120和122减少。
31.图4示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导102-3的俯视图。波导件102-3是波导件102、102-1和102-2的示例。
32.在波导件102-3中，第一辐射缝204、208、212和216以第一排200布置，并且第一排200可以平行于纵向方向128。第一辐射缝204、208、212和216可以限定相应的第一质心206、210、214和218。在示例中，质心可被限定为相应形状或辐射缝的几何中心。第二辐射缝220、224和228布置在第二排202中，第二排202可以与纵向方向128平行。第二辐射缝220、224和228可以限定相应的第二中心点222、226和230。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是限定为辐射通过管104传播的电磁波的缝。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是各种几何形状。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以限定在通道246的边界内，与电介质114或限定在其中的真空区连通。第一排200可以与第二排202交错布置。可以在表面106上限定寄生槽120。
33.在示例中，寄生槽120限定为与纵向方向128平行。因此，寄生槽120可以与第一排200和第二排202辐射缝平行。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218间隔有第一距离242，与第二中心点222、226和230间隔有第二距离244。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218以及第二中心点222、226和230在纬向方向上间隔开。在该示例中，寄生槽120限定了长度234。长度234可以限定为寄生槽120的边缘之间的最长测量值，并且横跨寄生槽120可以是一致的或不一致的。在本示例中，长度234大于第一排的长度410(如图4所示)。长度234也可以大于第二排的长度412(也示出在图4中)。在该示例中，寄生槽120限定了宽度236。宽度236是在纬向方向126上限定的。在示例中，宽度236与辐射缝204、208、212、216、220、224和228的宽度有关，并且横跨寄生槽120的宽度236可以是一致的或不一致的。
34.波导件102-3的管104限定了另外的寄生槽400。另一寄生槽400可相对于寄生槽120类似地位于与第一排200和第二排202平行的位置。另一寄生槽400可限定与宽度236类似的另外的宽度404，以及与长度234类似的另外的长度402。长度402和另一宽度404横跨另一寄生槽400可以为一致的或不一致的。第一中心点206、210、214和218可以与另一寄生槽400以第三距离406间隔，而另一寄生槽400可以与第二中心点222、226和230以第四距离408间隔。另一寄生槽400可以与第一中心点206、210、214和218以及第二中心点222、226和230在纬向方向上间隔开。第一距离242可以小于第三距离406，而第二距离244可以小于第四距离408。
35.图5示出了根据本公开的一个或多个实施方式，带有波瓣抑制的示例波导102-4的俯视图。波导件102-4是波导件102、102-1、102-2和102-3的示例。
36.在示例中，第一辐射缝204、208、212和216以第一排200布置，并且第一排200可以平行于纵向方向128。第一辐射缝204、208、212和216可以限定相应的第一质心206、210、214和218。在示例中，质心可被限定为相应形状或辐射缝的几何中心。第二辐射缝220、224和228布置在第二排202中，而第二排202可以与纵向方向128平行。第二辐射缝220、224和228可以限定相应的第二中心点222、226和230。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是辐射通过管104传播的电磁波的辐射缝。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以是各种几何形状。辐射缝204、208、212、216、220、224和228可以限定在通道246的边界内，与电介质114或限定在其中的真空区连通。第一排200可以与第二排202交错布置。寄生槽120可以
在表面106上限定。
37.在示例中，寄生槽120限定为与纵向方向128平行。因此，寄生槽120可以与第一排200和第二排202平行。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218间隔有第一距离242，与第二中心点222、226和230间隔有第二距离244。寄生槽120可以与第一中心点206、210、214和218以及第二中心点222、226和230在纬向方向上间隔开。在该示例中，寄生槽120限定了槽长度234。槽长度234可以限定为寄生槽120的边缘之间的最长测量值，并且横跨槽120可以是一致的或不一致的。在本示例中，长度234大于第一排的长度410(如图4所示)。长度234也可以大于第二排的长度412(也示出在图4中)。在该示例中，寄生槽120限定了宽度236。宽度236是在纬向方向126上限定的。在示例中，宽度236与辐射缝204、208、212、216、220、224和228的宽度有关，并且横跨寄生槽120的宽度236可以是一致的或不一致的。
38.参考图6，根据本公开的一个或多个实施方式的示例方法600。该方法600被示出为成组的框图，该框图具体说明了所执行的操作和步骤，但不一定限于由相应框图执行操作的所示顺序或组合。此外，任何一个或多个操作都可以重复、组合、重组、省略或联接，以提供广泛的附加和/或替代方法排列。在以下讨论的部分中，可以参考之前附图的示例，对这些示例的参考只是为了举例。这些技术不限于由一个实体或在一个装置上操作的多个实体执行。
39.在602处，电磁波通过波导件102传播。作为示例，收发器110可以通过耦合器108向通道246中输出电磁波。
40.在604处，电磁波通过通道246并在辐射缝118外传播。在606处，电磁波由槽120、槽122、槽400、未具体描绘的其他槽或其任何组合所抑制。
41.如本文所提及的，形容词，包括第一、第二和其他，仅用于提供元件的清晰性和指定。作为示例，第一排200和第二排202可以互换，它们仅在参考某一附图时为清晰表示而使用。
42.以下是带有波瓣抑制的波导件的一些附加示例：
43.示例1：一种设备，该设备包括：波导件，该波导件包括：用于容纳电介质的管，该管限定了朝着通过该管的纵向方向限定了开口端；穿过该管的表面并与电介质连通的辐射缝阵列；以及与该管分离并具有与该辐射缝阵列平行的长度的至少一个寄生槽。
44.示例2：任何前述示例的波导件，其中至少一个寄生槽与辐射缝阵列以第一距离间隔，以抑制天线图中的栅瓣。
45.示例3：任何前述示例的波导件，其中该至少一个寄生槽的深度小于该管的深度。
46.示例4：任何前述示例的波导件，其中至少一个寄生槽具有一致的深度。
47.示例5：任何前述示例的波导件，其中至少一个寄生槽具有一致的窄的宽度。
48.示例6：任何前述示例的波导件，其中该管具有与开口端相对的封闭端。
49.示例7：任何前述示例的波导件，其中该至少一个寄生槽具有沿辐射缝阵列的整个长度延伸的长度。
50.示例8：任何前述示例的波导件，其中该至少一个寄生槽具有超过辐射缝阵列的长度延伸的长度。
51.示例9：任何前述示例的波导件，进一步包括与管分离并与第一寄生槽和辐射缝阵列平行的第二寄生槽。
52.示例10：任何前述示例的波导件，其中第二寄生槽位于辐射缝阵列的第一侧上，而至少一个寄生槽位于辐射缝阵列的相对侧上。
53.示例11：任何前述示例的波导件，其中纵向方向平行于与和该波导件相关联的传播方向。
54.示例12：一种系统，该系统包括：耦合器；收发器，该收发器在致动时可操作以与和耦合器相关联的电磁波相互作用；以及波导件，该波导件包括：用于捕获电磁波并容纳电介质的管，该管限定了朝向该管的纵向方向的开口端；穿过该管的表面并与该电介质连通的辐射缝阵列；以及与该管分离并具有与该辐射缝阵列平行的长度的至少一个寄生槽。
55.示例13：任何前述示例的系统，其中至少一个寄生槽与辐射缝阵列间隔有第一距离，以抑制天线图中的栅瓣。
56.示例14：任何前述示例的系统，其中该至少一个寄生槽的深度小于该管的深度。
57.示例15：任何前述示例的系统，其中至少一个寄生槽具有一致的深度。
58.示例16：任何前述示例的系统，其中至少一个寄生槽具有一致的窄的宽度。
59.示例17：任何前述示例的系统，其中该管具有与开口端相对的封闭端。
60.示例18：任何前述示例的系统，其中该至少一个寄生槽具有沿辐射缝阵列的整个长度延伸的长度。
61.示例19：任何前述示例的系统，其中该系统包括检测电磁波的汽车的一部分，用于在道路上运行。
62.示例20：任何前述示例的系统，其中至少一个寄生槽包括位于辐射缝阵列的第一侧上的第一寄生槽，和位于辐射缝阵列的第二、相对侧上的第二寄生槽。结论
63.尽管在前面的描述中描述了本公开的各种实施例并在附图中示出，但是应当理解，本公开不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以各种方式实施以实践。从前面的描述，将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。
64.使用“或”和语法上相关的术语表示非限制性的非排他性选择，除非上下文明确规定了其他情况。如本文中所使用的，涉及一系列项目的
“……
中的至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个构件。例如，“a、b或c中的至少一个”可涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及同一元件的倍数的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c，或者a、b和c的任何其它排序)。