一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法技術

本發明專利技術提供一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，通過在輻射單元的一側面設置寄生貼片，通過寄生貼片改善阻抗匹配，并保持方向圖穩定。同時，通過調整所述微帶饋線與所述輻射單元之間的間距，和調整所述輻射單元的寬度值，獲得不等幅度分布，從而抑制副瓣提高天線增益。高天線增益。高天線增益。

【技術實現步驟摘要】
一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法


[0001]本專利技術涉及車載天線
，尤其是涉及一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法。

技術介紹

[0002] 當前隨著無人駕駛技術的快速發展，對車輛環境感知能力的要求越來越高。其中車載雷達由于具有發現障礙物、預測碰撞、自適應巡航控制等功能，可以起到輔助駕駛員的作用，從而降低交通事故發生率。目前車載雷達主要有測速雷達、自適應巡航控制雷達、防撞雷達、其他車輛監督和控制雷達，主要基于激光、超聲波、毫米波等技術。其中毫米波車載雷達又分為工作頻段為24 GHz和77 GHz的車載雷達。工作頻段為24 GHz的車載雷達主要應用于短距雷達，而工作頻段為77 GHz的車載雷達不僅可以用來做短距雷達，也可以用于長距雷達，且具有體積更小、相應速度更快、識別精度更高、穿透力更強等特點，逐漸成為了研究熱點。
[0003]天線作為雷達系統前端的收發部件，是雷達系統的重要組成部分。一般要求具有高增益、窄波束（水平或垂直面）、寬頻帶、小尺寸、低剖面等性能。現階段工作頻段77 GHz的毫米波雷達多采用串饋微帶貼片天線，微帶貼片天線是將天線印刷在單層介質板上，具有剖面低、重量輕、成本低廉、生產方便且易與微波電路集成的優點。然而對于目前的微帶車載毫米波雷達天線，其覆蓋帶寬大多數為76~78 GHz，但車載毫米波雷達天線的頻段還有79 GHz，因此，設計一種能夠完整覆蓋76~81 GHz頻段的毫米波車載雷達天線是非常有意義的。

技術實現思路

[0004]針對上述串饋微帶貼片天線的帶寬窄,串饋微帶貼片天線的波束會發生偏移，且副瓣電平高等技術問題，本專利技術提出一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，通過設計饋線跟輻射貼片之間的間隙和輻射貼片的寬度，形成所需要的幅度分布，從而達到抑制副瓣的作用。
[0005]具體的，本專利技術所述的一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，包括單層介質基板，及分別設置在所述介質基板上下面的印制輻射貼片和金屬地，其中，所述輻射貼片包括微帶饋線及分布在所述微帶饋線兩側的輻射單元，每一所述輻射單元的一側面設置寄生貼片，與輻射貼片的距離為0.1mm，所述微帶饋線一端連接50歐姆微帶饋線，在所述50歐姆微帶饋線末端設置轉接結構。
[0006]進一步的，所述50歐姆微帶饋線與微帶饋線間設置阻抗變換器。
[0007]進一步的，所述微帶饋線寬為0.16mm，在微帶饋線的兩側分別設置N個交替排布呈梳狀的輻射單元，所述輻射單元與所述微帶饋線間距為中間小，兩邊依次增大分布。
[0008]其實，所述輻射單元長度均為半個介質波長，寬度從中間向兩邊依次由大變小分布。
[0009]同側所述輻射單元之間間距為一個介質波長；不同側相鄰的輻射單元之間的距離
為半個介質波長。
[0010]其中，所述阻抗變換器長為0.27mm，寬為0.12mm。
[0011]進一步的，所述寄生貼片分布在所述輻射單元遠離所述阻抗變換器的一側面，長度為0.8mm，寬度為0.14mm。
[0012]在所述轉接結構一側面開凹口，所述50歐姆微帶饋線延伸至所述凹口內，與所述轉接結構間距為0.095mm。
[0013]本專利技術所述寬帶電容耦合梳狀陣列天線通過調整所述微帶饋線與所述輻射單元之間的間距，和調整所述輻射單元的寬度值，獲得不等幅度分布。
[0014]其中，所述單層介質基板采用高頻微波電路板，介電常數為3.1，厚度為0.127mm，所述輻射貼片和金屬地3均為金屬導體薄片，厚度為18um。
[0015]綜上所述，本專利技術提供一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，通過在輻射單元的一側面設置寄生貼片，通過寄生貼片改善阻抗匹配，并保持方向圖穩定。同時，通過調整所述微帶饋線與所述輻射單元之間的間距，和調整所述輻射單元的寬度值，獲得不等幅度分布，從而抑制副瓣提高天線增益。
附圖說明
[0016]圖1為本專利技術所述一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法示意圖。
[0017]圖2為圖1所述的單層介質基板的上表面印制輻射貼片示意圖。
[0018]圖3為圖1所述天線的S參數效果圖。
[0019]圖4為圖1所述天線的增益效果圖。
[0020]圖5為圖1所述天線的FOV（
±5°
）增益效果圖。
[0021]圖6為圖1所述天線的波束偏移角度效果圖。
[0022]圖7為圖1所述天線的垂直波束寬度（3 dB）效果圖。
[0023]圖8為圖1所述天線的水平波束寬度（6 dB）效果圖。
[0024]圖9為圖1所述天線的76 GHz方向圖。
[0025]圖10為圖1所述天線的78 GHz方向圖。
[0026]圖11為圖1所述天線的80 GHz方向圖。
[0027]圖12為圖1所述天線的81 GHz方向圖。
[0028]圖13為圖1所述天線A/B S參數對比圖。
[0029]圖14為圖1所述天線A/B 81 GHz方向圖對比。
[0030]其中，1
?
介質基板；11
?
微帶饋線；12
?
輻射單元；13
?
寄生貼片；14
?
阻抗變換器；15
?
50歐姆微帶饋線；16
?
轉接結構；2
?
輻射貼片；3
?
金屬地。
具體實施方式
[0031]為了使本
的人員更好地理解本專利技術方案，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0032]如圖1所示，為本專利技術提出一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，整體
效果圖如所示，包括單層介質基板1，及分別設置在所述介質基板1上下面的印制輻射貼片2和金屬地3。其中，介質基板采用Rogers R3003，介電常數為3.1，厚度為0.127mm，輻射貼片跟金屬地均為金屬導體薄片，厚度為18um。
[0033]具體的，如圖2所示，所述輻射貼片2包括微帶饋線11及分布在所述微帶饋線11兩側的輻射單元12，每一所述輻射單元12的一側面設置寄生貼片13，與輻射貼片12的距離為0.1mm，所述微帶饋線11一端連接50歐姆微帶饋線15，在所述50歐姆微帶饋線15末端設置轉接結構16。
[0034]進一步的，所述50歐姆微帶饋線15與微帶饋線11間設置阻抗變換器14。
[0035]進一步的，所述微帶饋線11寬為0.16mm，在微帶饋線11的兩側分別設置N個交替排布呈梳狀的輻射單元12，所述輻射單元12與所述微帶饋線11間距為中間小，兩邊依次增大分布。例如，在微帶饋線11上下兩邊分別設置8個輻本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，包括單層介質基板（1），及分別設置在所述介質基板（1）上下面的印制輻射貼片（2）和金屬地（3），其特征在于，所述輻射貼片（2）包括微帶饋線（11）及分布在所述微帶饋線（11）兩側的輻射單元（12），每一所述輻射單元（12）的一側面設置寄生貼片（13），與輻射貼片（12）的距離為0.1mm，所述微帶饋線（11）一端連接50歐姆微帶饋線（15），在所述50歐姆微帶饋線（15）末端設置轉接結構（16）。2.根據權利要求1所述的一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，其特征在于，所述50歐姆微帶饋線（15）與微帶饋線（11）間設置阻抗變換器（14）。3.根據權利要求2所述的一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，其特征在于，所述微帶饋線（11）寬為0.16mm，在微帶饋線（11）的兩側分別設置N個交替排布呈梳狀的輻射單元（12），所述輻射單元（12）與所述微帶饋線（11）間距為中間小，兩邊依次增大分布。4.根據權利要求3所述的一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，其特征在于，所述輻射單元（12）長度均為半個介質波長，寬度從中間向兩邊依次由大變小分布。5.根據權利要求4所述的一種寬帶電容耦合梳狀串饋天線的改進設計方法，其特征在于，同側所述輻射...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張園園，張威，李融林，崔悅慧，孫靖虎，
申請(專利權)人：惠州市德賽西威智能交通技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：