專利名稱：一種77GHz毫米波汽車防碰撞雷達(dá)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車防碰撞雷達(dá)天線，尤其涉及一種77GHz毫米波汽車防碰撞雷達(dá)天線，屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車主動(dòng)防碰撞控制技術(shù)的研究一直受到廣泛重視，成為近年來(lái)研究與發(fā)展汽車防撞系統(tǒng)的主流技術(shù)，被美國(guó)《福布斯》雜志評(píng)為“未來(lái)十大焦點(diǎn)汽車安全技術(shù)”之一。汽車主動(dòng)防碰撞控制系統(tǒng)等主動(dòng)安全駕駛輔助裝置，可以明顯減少司機(jī)的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，對(duì)于提高交通安全，降低惡性交通事故發(fā)生率、減少生命財(cái)產(chǎn)損失將起到重要作用。NHTSA的研究結(jié)果表明，防碰撞報(bào)警系統(tǒng)可以使追尾碰撞事故平均減少51%，因改變車道而引起的交通事故平均減少47%。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)各大院校與公司基于雷達(dá)的汽車主動(dòng)防碰撞技術(shù)的77GHz頻段的 FMCff汽車主動(dòng)防碰撞雷達(dá)還較少見報(bào)道。在汽車天線方面，可見報(bào)道的有汽車折彎天線(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00920197931. X， 授權(quán)公告號(hào)為CN201508900)，汽車用玻璃天線(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00880112598. 6)，汽車用透明內(nèi)置天線等(專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020159051.6)。在毫米波雷達(dá)天線方面，國(guó)內(nèi)可見的報(bào)道有三個(gè)，題目為“微波毫米波汽車及室內(nèi)通信天線”(專利申請(qǐng)?zhí)枮閆L200920039530. 1)，介紹了一種用于微波毫米波頻段的車用天線，采用雙面單層PCB工藝，利用上下金屬表面和一側(cè)金屬化通孔陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的封閉，而在開口面實(shí)現(xiàn)有效漏波輻射；此種天線難以做到大的發(fā)射功率，同時(shí)金屬化通孔陣列實(shí)現(xiàn)較難。專利號(hào)ZL200820163086. X，題目為“毫米波準(zhǔn)光集成介質(zhì)透鏡天線及其陣列” 提出了抗振、防塵強(qiáng)，適用于毫米波飛機(jī)、汽車船只雷達(dá)及通信設(shè)備收發(fā)傳感的天線結(jié)構(gòu)， 由微帶集成天線、介質(zhì)透鏡、物鏡、陣列基座、反射鏡、防護(hù)罩、波束轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成，介質(zhì)透鏡的圓柱體部分長(zhǎng)度可改變，天線陣列射程線陣或面陣；本實(shí)用新型給出了介質(zhì)透鏡天線及陣列實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于透鏡加天線這樣的實(shí)現(xiàn)方式，指出了實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，但在具體某一個(gè)工作頻段如77GHz條件下的實(shí)現(xiàn)沒有很具體指出。專利號(hào)ZL200820034^9. 2，題目為“汽車項(xiàng)置天線裝置及其天線放大器”提出了一種安裝于金屬底座上的鯊魚鰭式天線外殼，內(nèi)設(shè)天線支架、無(wú)線電接收天線及天線放大器。此天線裝置由于提高了天線放大器在印刷電路板上地的電位，減少了車頂對(duì)高頻信號(hào)的吸收，增加了放大器的接收效果，此專利提出的天線實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單方便，但是應(yīng)用范圍較窄，不能滿足當(dāng)前高速運(yùn)行條件下的汽車防碰撞需求。當(dāng)射頻發(fā)射信號(hào)頻率達(dá)77GHz時(shí)，信號(hào)提取不足是一個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題。高穩(wěn)定性、小型化和低成本，同時(shí)達(dá)到高精度測(cè)角及快速切換，是近階段，汽車防碰撞雷達(dá)的研

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)汽車防碰撞雷達(dá)天線在77GHz毫米波時(shí)的高精度測(cè)角及快速切換，同時(shí)降低成本和天線體積，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，消除外界環(huán)境對(duì)天線及汽車防碰撞雷達(dá)的影響，提出一種77GHz毫米波汽車防碰撞雷達(dá)天線。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，采用天線與透鏡結(jié)合的方式，由透鏡載板、微波電路載板、多個(gè)介質(zhì)透鏡、1個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線和無(wú)線收發(fā)控制模塊構(gòu)成，無(wú)線收發(fā)控制模塊集成了發(fā)射控制模塊和接收控制模塊，其中介質(zhì)透鏡的數(shù)量等于發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量之和；上述發(fā)射天線為單一寬波束天線，為保證單波束的發(fā)射天線有足夠的發(fā)射功率， 在發(fā)射控制模塊與寬波束發(fā)射天線之間裝有可編程放大器和低噪聲放大器；接收天線采用多個(gè)窄波束天線形成多波束天線，接收控制模塊在多個(gè)接收天線間進(jìn)行快速開關(guān)選擇，以滿足在覆蓋汽車前方區(qū)域的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的測(cè)角精度；上述發(fā)送控制模塊、發(fā)射天線、接收控制模塊和接收天線均工作于77GHz頻段；上述發(fā)射天線和接收天線的波束成形均采用介質(zhì)透鏡實(shí)現(xiàn)，每個(gè)天線對(duì)應(yīng)一個(gè)介質(zhì)透鏡，每個(gè)介質(zhì)透鏡均獨(dú)立懸掛于透鏡載板上，各介質(zhì)透鏡角度可調(diào)，各介質(zhì)透鏡的焦距與透鏡直徑相同且范圍為60-80mm，在介質(zhì)透鏡上貼有鋁箔用來(lái)抑制和屏蔽天線旁瓣；上述發(fā)射天線和接收天線均安裝于微波電路載板上，且每個(gè)天線與對(duì)應(yīng)介質(zhì)透鏡的中心位置處在同一豎直方向；上述透鏡載板為Teflon材料，透鏡載板與微波電路載板之間采用支柱連接且支柱高度可調(diào)；在微波電路載板上帶有天線測(cè)試裝置，用于對(duì)天線的測(cè)試與調(diào)試。有益效果本發(fā)明的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，采用透鏡和天線結(jié)合的方式，增加了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的靈活性，降低了設(shè)計(jì)難度，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈敏度和精度；帶有必要的天線測(cè)試結(jié)構(gòu)，采用集成模塊組件設(shè)計(jì)單發(fā)多收的天線，配合可編程放大器、低噪聲放大器及外部高速數(shù)字器件的控制，實(shí)現(xiàn)接收天線的高精度測(cè)角及快速切換。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中1發(fā)4收天線的波束覆蓋示意圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中1發(fā)4收天線俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中1發(fā)4收天線的縱切面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，安裝于汽車底盤上，為單發(fā)4收天線結(jié)構(gòu)， 采用天線與透鏡結(jié)合的方式，由透鏡載板、微波電路載板、5個(gè)介質(zhì)透鏡、1個(gè)發(fā)射天線、4個(gè)接收天線及其對(duì)應(yīng)的無(wú)線收發(fā)控制模塊構(gòu)成，無(wú)線收發(fā)控制模塊集成了發(fā)射控制模塊和接收控制模塊，上述發(fā)射天線是覆蓋范圍為16度的單波束寬天線，如圖1所示，4個(gè)接收機(jī)天線為窄波束天線，每個(gè)天線波束覆蓋角度為4度，天線形狀為長(zhǎng)方形，便于連接介質(zhì)透鏡。單發(fā)4收天線俯視結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，縱切面結(jié)構(gòu)示意如圖3所示，其中每個(gè)介質(zhì)透鏡直徑和焦距均為60mm，接收天線的尺寸為lmm*lmm，發(fā)射天線的尺寸為 2mm*l. 3mm，接收發(fā)射天線均位于微波電路載板的天線座內(nèi)上，各天線對(duì)應(yīng)的透鏡位于 Teflon透鏡載板上，透鏡載板與微波電路載板間通過(guò)可調(diào)節(jié)支柱相連，支柱的初始高度為 60mm。本實(shí)施例中每個(gè)接收天線的波束覆蓋范圍為4度，4個(gè)接收天線依次排開，一共覆蓋 16度范圍。以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于采用天線與透鏡結(jié)合的方式，由透鏡載板、微波電路載板、多個(gè)介質(zhì)透鏡、1個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線和無(wú)線收發(fā)控制模塊構(gòu)成，無(wú)線收發(fā)控制模塊集成了發(fā)射控制模塊和接收控制模塊，其中介質(zhì)透鏡的數(shù)量等于發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量之和；上述發(fā)射天線為單一寬波束天線，在發(fā)射控制模塊與寬波束發(fā)射天線之間裝有可編程放大器和低噪聲放大器；接收天線采用多個(gè)窄波束天線形成多波束天線，接收控制模塊在多個(gè)接收天線間進(jìn)行快速開關(guān)選擇；上述發(fā)送控制模塊、發(fā)射天線、接收控制模塊和接收天線均工作于77GHz頻段；上述發(fā)射天線和接收天線的波束成形均采用介質(zhì)透鏡實(shí)現(xiàn)，每個(gè)天線對(duì)應(yīng)一個(gè)介質(zhì)透鏡，每個(gè)介質(zhì)透鏡均獨(dú)立懸掛于透鏡載板上；上述發(fā)射天線和接收天線均安裝于微波電路載板上，且每個(gè)天線與對(duì)應(yīng)介質(zhì)透鏡的中心位置處在同一豎直方向；上述透鏡載板為Teflon材料，透鏡載板與微波電路載板之間采用支柱連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于所述發(fā)射天線是覆蓋范圍為16度的單波束寬天線，接收天線為窄波束天線且每個(gè)接收天線波束的覆蓋角度為4度，發(fā)射天線和接收天線的形狀均為長(zhǎng)方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于所述接收天線的尺寸為lmm*lmm，發(fā)射天線的尺寸為2mm*l. 3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于在微波電路載板上帶有天線測(cè)試裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于所述透鏡載板與微波電路載板之間的支柱高度可調(diào)且支柱的初始高度為60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于所述各介質(zhì)透鏡角度可調(diào)，透鏡的焦距與透鏡直徑相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于介質(zhì)透鏡直徑和焦距的范圍為60-80mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)天線，其特征在于介質(zhì)透鏡上貼有鋁箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車防碰撞雷達(dá)天線，尤其涉及一種77GHz毫米波汽車防碰撞雷達(dá)天線，屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。采用天線與透鏡結(jié)合的方式，由透鏡載板、微波電路載板、多個(gè)介質(zhì)透鏡、1個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線及其對(duì)應(yīng)的無(wú)線收發(fā)控制模塊構(gòu)成，無(wú)線收發(fā)控制模塊集成了發(fā)射控制模塊和接收控制模塊，發(fā)射天線為單一寬波束天線，接收天線采用多個(gè)窄波束天線形成多波束天線，發(fā)射天線和接收天線的波束成形均采用介質(zhì)透鏡實(shí)現(xiàn)，介質(zhì)透鏡均獨(dú)立懸掛于透鏡載板上，發(fā)射天線和接收天線均安裝于微波電路載板上。本發(fā)明設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈敏度和精度，可實(shí)現(xiàn)接收天線的高精度測(cè)角及快速切換。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK102290638SQ201110175648
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者何仲夏, 卜祥元, 盧繼華, 安建平, 張軍, 李安培 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué), 廣東鐵將軍防盜設(shè)備有限公司