一种3D毫米波雷达的垂直极化天线的制作方法

本技术属于雷达天线，具体涉及一种3d毫米波雷达的垂直极化天线。

背景技术：

1、随着我国经济水平的不断提高和汽车工业的飞速发展，我国汽车保有量连年增长，汽车交通事故的发生率也随之提高，由汽车交通事故造成的财产损失和人员伤亡屡创新高。车载雷达可以实时探测汽车周围物体的速度、距离和位置，通过探测汽车周围的环境，并根据获取到的道路、车辆位置及障碍物信息，实现盲区检测、自适应巡航、碰撞预警等功能，进而判断汽车周围是否有其它车辆、障碍物、行人等对汽车行驶造成威胁，降低事故发生的概率。

2、由于毫米波雷达有较高的分辨率和测量精度，并且能够在雨、雪、雾等恶劣环境中稳定工作，所以毫米波雷达在汽车中得到了广泛的发展和应用。其中，77ghz毫米波雷达具有很高的测量精度和更小的体积，是目前发展的主流产品。而天线阵列是毫米波车载雷达的关键器件之一，主要的形式有介质集成波导天线、透镜天线、微带贴片天线等。为满足天线高增益、窄波束(水平或垂直面)、宽频带、小尺寸、低剖面等性能，一般将天线系形成天线阵列，在某一面具有极窄的波束，而在另一面具有相对较宽的波束，从而满足车载雷达的大角度监测要求。

3、目前主流的3d全金属毫米波车载雷达天线传播的基本都是水平极化信号，水平极化的特性由于电波的特点，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能，会使电场信号迅速衰减，同时方向图恶化，副瓣变差。

技术实现思路

1、为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种3d毫米波雷达的垂直极化天线，实现了天线垂直极化信号的传播，相较于现有技术中受地面影响较大的水平极化信号传播天线而言，可有效的减小外界对天线信号传播的干扰，优化方向图，从而有效的提高雷达的各项性能；天线单元包括依次层叠为一体的辐射层、耦合层和波导层，且辐射层、耦合层、波导层均包括结构本体，以及设于结构本体上、用于实现天线垂直极化信号传播的信号辐射结构，不仅有利于天线获得宽带和优秀的辐射性能；而且有利于控制辐射层的激励电流，更好的满足切比雪夫分布，实现低副瓣。

2、本实用新型所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：

3、本实用新型中3d毫米波雷达的垂直极化天线，包括天线单元和馈电单元；其中，所述天线单元包括依次层叠为一体的辐射层、耦合层和波导层，所述馈电单元与所述波导层邻近设置；所述辐射层、耦合层、波导层和馈电单元均包括结构本体，以及设于所述结构本体上、用于实现天线垂直极化信号传播的信号辐射结构。

4、作为其中的一种优选方案，所述辐射层包括辐射层本体、开设于所述辐射层本体远离所述耦合层一面上的第一辐射腔，以及多个间隔设置于所述辐射层本体邻近所述耦合层一面上、与所述第一辐射腔连通的第二辐射腔。

5、作为其中的一种优选方案，所述第一辐射腔为远离所述耦合层一侧宽、邻近所述耦合层一侧窄的方斗型辐射腔结构。

6、作为其中的一种优选方案，多个所述第二辐射腔对称地设置于所述辐射层本体上。

7、作为其中的一种优选方案，所述耦合层包括耦合层本体，以及多个开设于所述耦合层本体上、与所述第二辐射腔一一对应设置的矩形槽。

8、作为其中的一种优选方案，所述矩形槽的长度为工作波长的0.55倍，宽度为0.5㎜-1.2㎜；且两相邻矩形槽的间距为波导波长的0.88倍。

9、作为其中的一种优选方案，所述波导层包括波导层本体，开设于所述波导层本体上、与所述耦合层连通的矩形波导腔，以及多个交错凸设于所述矩形波导腔两相对长边上的矩形波导块。

10、作为其中的一种优选方案，所述矩形波导腔的长度为10㎜-15㎜，宽度为3.2㎜-4.2㎜，高度为0.5㎜-1㎜。

11、作为其中的一种优选方案，所述馈电单元包括馈电单元本体，以及设置于所述馈电单元本体中部，一端与所述波导层连通、另一端与所述馈电单元本体侧边连通的直角型阶梯波导腔。

12、作为其中的一种优选方案，所述直角型阶梯波导腔包括与所述波导层连通的矩形波导输出腔，一端与矩形波导输出腔底部连通、另一端与所述馈电单元本体侧边连通的矩形波导输入腔，以及与所述矩形波导输出腔与所述矩形波导输入腔连通处对应设置的矩形调节腔。

13、综上所述，本实用新型至少具有以下有益之处：

14、1、本实用新型中3d毫米波雷达的垂直极化天线，实现了天线垂直极化信号的传播，相较于现有技术中受地面影响较大的水平极化信号传播天线而言，可有效的减小外界对天线信号传播的干扰，优化方向图，从而有效的提高雷达的各项性能。

15、2、本实用新型中3d毫米波雷达的垂直极化天线，天线单元包括依次层叠为一体的辐射层、耦合层和波导层，不仅有利于天线获得宽带和优秀的辐射性能；而且有利于控制辐射层的激励电流，更好的满足切比雪夫分布，实现低副瓣。

16、3、本实用新型中3d毫米波雷达的垂直极化天线，天线单元的辐射层、耦合层和波导层依次层叠为一体，不仅整体结构简单、易加工，可有效的降低因加工精度低所带来的不良影响，而且便于实现天线单元中各层的整体式加工，减少加工工序，降低加工成本。

技术特征：

1.一种3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，包括天线单元和馈电单元；其中，

2.根据权利要求1所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述辐射层包括辐射层本体、开设于所述辐射层本体远离所述耦合层一面上的第一辐射腔，以及多个间隔设置于所述辐射层本体邻近所述耦合层一面上、与所述第一辐射腔连通的第二辐射腔。

3.根据权利要求2所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述第一辐射腔为远离所述耦合层一侧宽、邻近所述耦合层一侧窄的方斗型辐射腔结构。

4.根据权利要求2所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，多个所述第二辐射腔对称地设置于所述辐射层本体上。

5.根据权利要求2所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述耦合层包括耦合层本体，以及多个开设于所述耦合层本体上、与所述第二辐射腔一一对应设置的矩形槽。

6.根据权利要求5所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述矩形槽的长度为工作波长的0.55倍，宽度为0.5㎜-1.2㎜；且两相邻矩形槽的间距为波导波长的0.88倍。

7.根据权利要求1所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述波导层包括波导层本体，开设于所述波导层本体上、与所述耦合层连通的矩形波导腔，以及多个交错凸设于所述矩形波导腔两相对长边上的矩形波导块。

8.根据权利要求7所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述矩形波导腔的长度为10㎜-15㎜，宽度为3.2㎜-4.2㎜，高度为0.5㎜-1㎜。

9.根据权利要求1所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述馈电单元包括馈电单元本体，以及设置于所述馈电单元本体中部，一端与所述波导层连通、另一端与所述馈电单元本体侧边连通的直角型阶梯波导腔。

10.根据权利要求9所述的3d毫米波雷达的垂直极化天线，其特征在于，所述直角型阶梯波导腔包括与所述波导层连通的矩形波导输出腔，一端与矩形波导输出腔底部连通、另一端与所述馈电单元本体侧边连通的矩形波导输入腔，以及与所述矩形波导输出腔与所述矩形波导输入腔连通处对应设置的矩形调节腔。

技术总结
本技术属于雷达天线技术领域，具体涉及一种3D毫米波雷达的垂直极化天线，包括天线单元和馈电单元；其中，所述天线单元包括依次层叠为一体的辐射层、耦合层和波导层，所述馈电单元与所述波导层邻近设置；所述辐射层、耦合层、波导层和馈电单元均包括结构本体，以及设于所述结构本体上、用于实现天线垂直极化信号传播的信号辐射结构。本技术提供了一种3D毫米波雷达的垂直极化天线，不仅可有效的减小外界对天线信号传播的干扰，优化方向图，从而有效的提高雷达的各项性能；而且有利于天线获得宽带和优秀的辐射性能，有利于控制辐射层的激励电流，更好的满足切比雪夫分布，实现低副瓣。

技术研发人员：孙靖虎,张园园,吴乐耀,崔悦慧
受保护的技术使用者：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司
技术研发日：20230531
技术公布日：2024/1/15