CN113471717B - 天线模组及雷达 - Google Patents
天线模组及雷达 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113471717B CN113471717B CN202110620919.0A CN202110620919A CN113471717B CN 113471717 B CN113471717 B CN 113471717B CN 202110620919 A CN202110620919 A CN 202110620919A CN 113471717 B CN113471717 B CN 113471717B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- receiving antenna
- units
- receiving
- transmitting antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/024—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明实施例涉及雷达天线技术领域,公开了一种天线模组和雷达,天线模组包括:发射天线组件和接收天线组件,所述发射天线组件和所述接收天线组件在预设平面上平行设置;所述发射天线组件包括第一柱面基板和在所述第一柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个发射天线单元;所述接收天线组件包括第二柱面基板和在所述第二柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个接收天线单元;多个所述发射天线单元和多个所述接收天线单元用于在空间上形成雷达的MIMO天线阵列。通过上述方式,本发明实施例以期实现提高天线的覆盖范围。
Description
技术领域
本发明实施例涉及雷达天线技术领域,具体涉及一种天线模组及雷达。
背景技术
雷达通过发射电磁波并对目标进行照射并接收其回波,以此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位等信息。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,因此,被广泛应用在汽车安全驾驶,无人机,安防等领域。其中,雷达测量目标位置的三个坐标(方位、仰角和距离)中,有两个坐标(方位和仰角)的测量与天线的性能直接有关,因此,天线性能对于雷达比对于其他部件更为重要。
目前,在单板的雷达天线中,最大覆盖范围为70°左右,且探测距离越远,天线波束则越窄,覆盖方向则越窄,很难做到覆盖范围广且探测距离又远,因此需要通过机械扫描或相控阵方式来达到远距离和宽覆盖的兼顾,但是该种方式会增加系统设计的复杂度和成本。
发明内容
鉴于上述问题,本发明实施例提供了一种天线模组及雷达,以期实现提高天线的覆盖范围。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种天线模组,包括:发射天线组件和接收天线组件,所述发射天线组件和所述接收天线组件在预设平面上平行设置;所述发射天线组件包括第一柱面基板和在所述第一柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个发射天线单元;所述接收天线组件包括第二柱面基板和在所述第二柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个接收天线单元。
在一种可选的方式中,每一所述发射天线单元包括多个第一贴片单元,多个所述第一贴片单元按预设方式配置形成相同或不同的第一贴片天线;每一所述所述接收天线单元包括多个第二贴片单元,多个所述第二贴片单元按预设方式配置形成相同或不同的第二贴片天线。
在一种可选的方式中,多个所述发射天线单元包括相同的所述第一贴片天线,并且相邻的两个所述第一贴片天线之间在所述预设平面上的正投影的间距相等;多个所述接收天线单元包括相同的所述第二贴片天线,并且相邻两个所述第二贴片天线之间在所述预设平面上的正投影的间距相等。
在一种可选的方式中,多个所述发射天线单元包括至少两组发射天线单元群,每一组所发射天线单元群包括至少两个所述发射天线单元,每一组所述发射天线单元群的各个所述发射天线单元均对应有各自的发射通道,并且至少两组所述发射天线单元群中每一组均存在一个所述发射天线单元对应同一个所述发射通道。
在一种可选的方式中,多个所述接收天线单元包括至少两个接收天线单元群,每一组所述接收天线单元群中包括至少两个所述接收天线单元,每一组所述接收天线单元群的各个所述接收天线单元均对应有各自的接收通道,并且至少两组所述接收天线单元群中每一组均存在一个所述接收天线单元对应同一个所述接收通道。
在一种可选的方式中,所述发射天线组件还包括第一支撑件,所述第一支撑件具有柱面,所述第一柱面基板为柔性基板,所述第一柱面基板上与设有所述接收天线单元相背离的另一面贴设于所述第一支撑件的柱面;
所述接收天线组件还包括第二支撑件,所述第二支撑件具有柱面,所述第二柱面基板为柔性基板,第二柱面基板上与设有所述发射天线单元相背离的另一面贴设置于所述第二支撑件的柱面。
在一种可选的方式中,所述发射天线组件和所述接收天线组件并列平行设置于所述预设平面上。
在一种可选的方式中,所述发射天线组件和所述接收天线组件并排平行设置于所述预设平面上。
在一种可选的方式中,所述发射天线组件中的多个所述发射天线单元均具有第一馈电口端,所述接收天线单元中的多个所述接收天线单元均具有第二馈电口端,所述第一馈电口端与所述第二馈电口端相对设置。
根据本发明实施例的另一方面,提供了一种雷达,包括上述的天线模组。
本实施例的天线模组,通过将多个发射天线单元沿着第一柱面基板的圆周方向平行设置以形成共形发射天线阵列,通过将多个接收天线单元沿着第二柱面基板的圆周方向平行设置以形成共形接收天线阵列,使得雷达的发射可以分别通过多个发射天线单元和多个接收天线单元进行信号的接收和发送,从而提高信号质量。多个发射天线单元的半功率波束覆盖范围叠加形成发射线组件的总覆盖范围,多个收天线单元的半功率波束覆盖范围叠加形成接收天线组件的总覆盖范围,该种方式,覆盖范围广,发射天线单元和接收天线可以分别独立设置在第一柱面基板和第二柱面基板上,可以分开设计,结构简单,成本低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本发明一实施例提供的天线模组的立体结构示意图;
图2示出了本发明一实施例提供的发射天线组件的正视图;
图3示出图2沿A-A方向的剖面结构示意图;
图4示出了本发明一实施例提供的接收天线组件的正视图;
图5示出图4沿B-B方向的剖面结构示意图;
图6示出本发明另一实施例提供的天线模组的立体结构示意图;
图7示出本发明一实施例提供的发射天线组件的结构简图;
图8示出本发明一实施例提供的接收天线组件的结构简图;
图9示出本发明一实施例提供的天线组件工作时的原理图;
图10示出本发明一实施例提供的发射天线组件的信号仿真图;
图11示出本发明一实施例提供的接收天线组件的信号仿真图;
图12示出本发明另一实施例提供的接收天线组件的结构简图;
图13示出本发明另一实施例提供的接收天线组件的信号仿真图。
具体实施方式中的附图标号如下:
发射天线组件10;第一柱面基板11;第一布设层111;第一接地层112;发射天线单元12;第一贴片单元121;第一馈电口端122;第一支撑件13;
接收天线组件20;第二柱面基板21;第二布设层211;第二接地层212;接收天线单元22;第二贴片单元221;第二馈电口端222;第二支撑件23;预设平面30;天线模组100。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本申请实施例提供一种天线模组100,可应用于毫米波雷达,但不限于此。如图1所示,图1示出了本发明一实施例提供的天线模组的立体结构示意图。天线模组100包括发射天线组件10和接收天线组件20,发射天线组件10和接收天线组件20在预设平面30上平行设置。发射天线组件10包括第一柱面基板11和在第一柱面基板11的一面上沿着圆周方向平行设置的多个发射天线单元12。接收天线组件20包括第二柱面基板21和在第二柱面基板21的一面上沿着圆周方向平行设置的多个接收天线单元22。多个发射天线单元12和多个接收天线单元22用于在空间上形成雷达的MIMO((Multiple Input Multiple Output,多进多出)天线阵列。
其中,预设平面30可以为位于雷达探测方向前侧且与雷达所在的水平面相垂直的竖直平面,预设平面可以是人为设定的基准参考平面(即为虚拟平面),也是为了用于安装接收天线组件20和发射天线组件10的安装平面(即为实体平面),此处不做具体限制。
本实施例的天线模组100,通过将多个发射天线单元12沿着第一柱面基板11的圆周方向平行设置以形成共形发射天线阵列,多个接收天线阵列沿着第二柱面基板21的圆周方向平行设置以形成共形接收天线阵列,使得雷达可以分别通过多个发射天线单元12和多个接收天线单元22进行信号的接收和发送,从而提高信号质量。多个发射天线单元12的半功率波束覆盖范围叠加形成发射线组件10的总覆盖范围,多个接收天线单元22的半功率波束覆盖范围叠加形成接收天线组件20的总覆盖范围,该种方式,覆盖范围广。
另外,通过调整第一柱面基板11上的发射天线单元12的数量及分布,或者调整第二柱面基板21上的接收天线单元22的数量及分布,就可以调节天线的探测覆盖范围,该种方式,雷达天线的覆盖探测覆盖范围可以根据实际需求进行调节,使得雷达波束设计更加灵活,其中,第一柱面基板11或第二柱面基板21的圆周方向覆盖的物理角度范围为天线的最大波束宽度,相对传统的方式,发射天线单元12和接收天线可以分别独立设置在第一柱面基板和第二柱面基板上,可以分开设计,结构简单,成本低。
在一些具体的实施例中,发射天线组件10和接收天线组件20并列平行设置于预设平面30上。也即也即发射天线组件10和接收天线组件20在水平面上一左一右并列设置,此时,发射天线组件10的第一柱面基板11的中轴线与接收天线组件20的第二柱面基板21的中轴线所在的平面与预设平面相平行。
在一些实施例中,请继续参阅图1,每一发射天线单元12包括多个第一贴片单元121,多个第一贴片单元121按预设方式配置形成相同或不同的第一贴片天线。每一接收天线单元22包括多个第二贴片单元221,多个第二贴片单元221按预设方式配置形成相同或不同的第二贴片天线。
其中,第一贴片单元121和第二贴片单元221各自的配置方式可以是人为设定。
多个第一贴片单元121按预设方式配置是指发射天线单元12根据第一贴片单元121的尺寸大小、数量按照一定顺序布设在第一柱面基板上,第一贴片单元121配置方式不一样,则会影响发射天线单元12的覆盖范围、波束宽度等性能。
作为示例的,每一发射天线单元12可以是由多个(比如:10个)呈矩形的第一贴片单元121经串馈连接形成的第一贴片天线,并且第一贴片天线呈梳状。
同样地,对于同一接收天线单元22而言,当接收天线单元22的第二贴片单元221的数量按照一定顺序布设在第二柱面基板21上,第二贴片单元221配置方式不一样,则会影响接收天线单元22的覆盖范围、波束宽度等性能。
作为示例的,每一接收天线单元22可以是多个(比如:10个)呈矩形的串馈第二贴片单元221连接形成的第二贴片天线,第二贴片天线呈梳状。
当然,第一贴片单元121和第二贴片单元221也可以采用其他形状,比如圆形等,发射天线单元12和接收天线单元22也可以是呈糖葫芦串形串馈贴片天线,45°极化方式贴片天线等等。
本实施例中,本申请中通过将发射天线单元12设置为采用由第一贴片单元121串馈连接形成的第一贴片天线,将接收天线单元22设置为采用由第二贴片单元221串馈连接形成的第二贴片天线,该种方式,发射天线单元12和接收天线单元22的结构简单,集成度高,容易加工,误差可控制,有利于降低使用成本。
具体地,相邻两个第一贴片单元121之间的间距为0.5λ1,其中,λ1为第一贴片单元121的介质波长,第一贴片单元121的长度为0.5λ1,通过调节第一贴片单元121的长度可以改变发射天线单元12谐振频点。由于每一第一贴片单元121的宽度和每个第一贴片单元121上电流分布大小有关,宽度越宽,第一贴片单元121上分部的电流越大,第一贴片单元121可以采用道尔夫切比雪夫分布。
相邻两个第二贴片单元221之间的间距为0.5λ2,其中,λ2为第二贴片单元221的介质波长,第二贴片单元长度为0.5λ2,通过调节第二贴片单元221的长度可以改变接收天线单元22谐振频点。由于第二贴片单元221的宽度和每个第二贴片单元221上电流分布大小有关,宽度越宽,第二贴片单元221上分部的电流越大,第二贴片单元221电流采用道尔夫切比雪夫分布。
请继续参阅图1,在一些实施例中,多个发射天线单元12包括相同的第一贴片天线,并且相邻的两个的第一贴片天线之间在预设平面30上的正投影的间距相等。多个接收天线单元22包括相同的第二贴片天线,并且相邻的两个第二贴片天线之间在预设平面30上的正投影的间距相等。其中,第一贴片天线和第二贴片天线不同,也即第一贴片天线中第一贴片单元121配置方式与第二贴片天线中第二贴片单元221配置方式不一样。
本申请实施例中,通过将发射天线组件10的多个发射天线单元12设置为相同的第一贴片天线,使得多个发射天线单元12可以根据相邻两个发射天线单元12之间的间距均匀设置在第一柱面基板11上;同样地,通过将接收天线组件20的多个接收天线单元22设置为相同的第二贴片天线,使得多个接收天线单元22可以根据相邻两个接收天线单元22之间的间距均匀设置在第二圆柱基板上,从而方便接收天线单元22和发射天线单元12的排布设置,降低设计难度。
需要说明的是,在另一些实施例中,多个发射天线单元12也可以包括不同的第一贴片天线,多个接收天线单元22也可以包括不同的第二贴片天线。
可以理解的是,在另一些实施例中,第一贴片天线和第二贴片天线也可以相同。
在一些实施例中,多个发射天线单元12包括至少两组发射天线单元群,每一组发射天线单元群包括至少两个发射天线单元12,每一组发射天线单元群的各个发射天线单元12均对应有各自的发射通道,并且至少两组发射天线单元群中每一组均存在一个发射天线单元12对应同一个发射通道。
也即多个发射天线单元12被划分为至少两组包含有相同数量发射天线单元12的发射天线单元群,发射通道的数量与每一组接收天线单元群的发射天线单元12数量相同。
其中,发射天线单元群的组数以及每一组发射天线单元群中发射天线单元12的数量可以根据发射天线的覆盖范围、增益等实际需求进行设置。作为示例的,多个接收天线单元22可以分为2组、3组、4组等等,每一组发射天线单元群的接收天线单元22数可以为2个、3个、4个等等。
本申请实施例中,通过将雷达的一个发射通道对应至少两个发射天线单元12,通过各个发射天线单元12的叠加,有利于提高每一接收通道对应的发射天线的增益和总覆盖范围。
在一些实施例中,多个接收天线单元22包括至少两组接收天线单元群,每一组接收天线单元群包括至少两个接收天线单元22,每一组接收天线单元群的各个接收天线单元22均对应有各自的接收通道,并且至少两组接收天线单元群中每一组均存在一个接收天线单元22对应同一个接收通道。
也即是多个接收天线单元22被划分为至少两组包含有相同数量接收天线单元22的接收天线单元群,接收通道的数量与每一组接收天线单元群的接收天线单元22数量相同。
其中,接收天线单元群的组数以及每一组接收天线单元群的接收单元数量可以根据接收天线覆盖范围、增益等实际需求进行设置。作为示例的,多个接收天线单元22可以分为2组、3组、4组等等,同一样的,每一组接收天线单元群的接收天线单元22数可以为2个、3个、4个等等。
本实施例中,通过将雷达的一个接收通道对应多个接收天线单元22,通过各个接收天线单元22的叠加,提高每一接收通道对应的接收天线的增益和总覆盖范围。
在一些具体的实施例中,如图2和图5所示,图2示出了本发明一实施例提供的发射天线组件10的正视图,图3示出图2沿A-A方向的剖面结构示意图,图5示出图4沿B-B方向的剖面结构示意图,图6示出本发明另一实施例提供的天线模组的立体结构示意图。发射天线组件10包括第一支撑件13,第一支撑件13具有柱面,第一柱面基板11为柔性基板,第一柱面基板11上与设有接收天线单元22相背离的另一面贴设于第一支撑件13的柱面。接收天线组件20还包括第二支撑件23,第二支撑件23具有柱面,第二柱面基板21为柔性基板,第二柱面基板21上与设有接收天线单元22的相背离的另一面贴设于第二支撑件23的柱面上。
其中,第一支撑件13可以为第一柱面基板11外形轮廓相同的柱面支撑板,第二支撑件23可以为第一柱面基板11外形轮廓相同的柱面支撑板。第一支撑件13和第二支撑件23可以采用硬质材料制成,比如铜、铁、铝等金属材料或电木等硬质塑料材料。第一支撑件13用于固定支撑第一柱面基板11,以提高第一柱面基板11的结构强度,第二支撑件23用于固定支撑第二柱面基板21,以提高第二柱面基板21的结构强度。
当然,发射天线组件10和接收天线组件20也可以分别借助第一支撑件13和第二支撑件23安装固定于雷达所在的水平支撑面上或者直接安装固定于雷达上。
可以理解的是,第一支撑件13和第二支撑件23也可以为圆柱形、半圆柱形、椭圆柱形、半椭圆柱形、棱柱形(比如三棱柱、四棱锥形等等)等,但不限于此。
需要说明的是,对于发射天线组件10和接收天线组件20并排平行设置于预设平面30的情况时,第一支撑件13和第二支撑件23也可以作为一体。
具体地,第一柱面基板11包括第一布设层111和第一接地层112,第一接地层112贴设于第一支撑件13的柱面,发射天线单元12设置于第一布设层111背离第一接地层112的一面。
第二柱面基板21包括第二布设层211和第二接地层212,第二接地层212贴设于第二支撑件23的柱面,接收天线单元22设置于第二布设层211背离第二接地层212的一面。
其中,第一布设层111和第二布设层211可以采用柔性绝缘材料制成,比如:树脂类材料和陶瓷类材料。第一接地层112和第二接地层212可以采用铜等金属材料制成。
在一些具体的实施例中,第一布设层111的厚度为5mil,材料为罗杰斯3003,第一接地层112的厚度为0.0175mm。同样地,第二布设层211的厚度为5mil,材料为罗杰斯3003,第二接地层212的厚度为0.0175mm。
在一些实施例中,如图6所示,图6示出本发明另一实施例提供的天线模组的立体结构示意图,发射天线组件10和接收天线组件20并排平行设置于预设平面30上。也即发射天线组件10和接收天线组件20在竖直方向上,一上一下并排设置,此时,发射天线组件10的第一柱面基板11的中轴线与接收天线组件20的第二柱面基板的中轴线同轴设置,该种方式,可以降低发射天线组件10和接收天线组件20在水平方向的占用空间。
在一些具体的实施例中,请继续参阅图6,发射天线组件10的多个发射天线单元12均具有第一馈电口端122,接收天线单元22中的多个接收天线单元22均具有第二馈电口端222,第一馈电口端122与第二馈电口端222相对设置。
其中,第一馈电口端122和第二馈电口端222分别用于与雷达的馈电网络电连接。
本申请实施例,通过将第一馈电口端122和第二馈电口端222相对设置,可以减短雷达的馈电网络的布线路径,降低线路对信号的损耗。
可以理解的是,在另一些实施例中,第一馈电口端122和第二馈电口端222也可以不相对设置。
为了便于理解,下面对本申请的技术方案做进一步描述:
其中,第一柱面基板11和第二柱面基板21各自的柱面均为半圆柱面,多个发射天线单元12均为相同的第一贴片天线,多个接收天线单元22均为相同的第二贴片天线,第一贴片天线与第二贴片天线不同,并且多个发射天线单元12和多个接收天线单元22形成3个发射通道,4个接收通道的MIMO天线阵列。
如图7和图9所示,并结合图6所示,图7示出本发明一实施例提供的发射天线组件10的结构简图,图8示出本发明一实施例提供的接收天线组件的结构简图,图9示出本发明一实施例提供的天线组件工作时的原理图。其中,每一发射通道对应一个发射天线单元12,每一接收通道对应一个接收天线单元22。
请继续参阅图9,图中黑色实心圆代表发射天线单元12,空心圆代表接收天线单元22,空心虚线圆为等效出来的接收天线单元22。在工作时,3个发射天线单元12分别在不同的时刻发射电磁波,4个接收天线单元22同时接收,从而虚拟出12个天线通道,通过各个天线通道的叠加,使天线整体的增益增加大,波束变窄,探测角分辨率变高。
相邻两个接收天线单元22之间在预设平面的正投影的间距为d,相邻两个发射天线单元12之间在预设平面的正投影的间距4d,当接收天线单元22接收发射天线单元12的回波信号时,相邻两个接收天线单元22对应的接收通道之间的相位差为dsin(θ),其中,θ为目标方位角,因此,根据接收通道之间的相位差就可以得出目标方位角。
在一些实施例中,相邻两个接收天线单元22在预设平面30上的正投影之间的间距d=0.5λ3,相邻两个发射天线单元12在预设平面30上的正投影之间的间距为2λ3,其中,λ3为电磁波的波长。
其中,3个发射天线单元12均匀间隔设置于第一柱面基板11,分别对TX1、TX2、TX3发射天线单元12进行馈电,如图10所示,图10示出本发明一实施例提供的发射天线组件10的信号仿真图,发射天线在-90°到﹢90°覆盖范围内都有11.7dB以上的增益,最大增益为14.29dB,可以达到180°的覆盖范围,且天线增益大于11.7dB。
假设4个接收天线单元22均匀设置于第二柱面基板21时,接收天线对±90°范围内位置的目标接收能量太弱,无法达到与180°的有效覆盖范围。此时,为了满足在180度覆盖范围内接收天线都能良好的接收到目标电磁波回波,将8个接收天线单元22设置在第二柱面基板21上,并将8个接收天线单元22分成2组接收天线单元群,每一接收天线单元群中包括4个接收天线单元22,2组接收天线单元群中的各自存在一个接收天线单元22对应同一个接收通道。
一组接收天线单元群的4个接收天线单元22分别为:RX1、RX2、RX3、RX4,另一组接收天线单元群组的4个接收天线单元22分别为:RX1`、RX2`、RX3`、RX4`,其中,RX1和RX1`对应同一接收通道,RX2和RX2`对应同一接收通道,RX3和RX3`对应同一接收通道,RX4和RX4`对应同一接收通道,每一接收通道的两个接收天线单元22之间在水平基面上的正投影间距所带来的相位差为2π的整数倍,以便将同一接收通道的两个接收天线单元22用于等功率的功率分配器连接。
通过分别对8个接收天线单元22的第二馈电口端222进行馈电,如图11所示,图11示出本发明一实施例提供的接收天线组件20的信号仿真图,从图中可以看出在-90°到﹢90°范围内天线增益都大11dB,增益最大值为14.92dB,可以很好的满足180°覆盖范围和较高天线增益的需求。
在一些实施例中,如图所示,图12示出本发明另一实施例提供的接收天线组件20的结构简图,图13示出本发明另一实施例提供的接收天线组件20的信号仿真图。为了改变接收天线单元22的波束指向,可以调整两组接收天线单元群之间的间距(也即改变通过接收通道对应的两个接收单元在水平基面的正投影的间距)。作为示例的,将两个接收天线单元22在水平基面的正投影的间距为一个λ3时,则两组接收天线单元群的方向角偏向更大角度。
再次分别对8个接收天线单元22的第二馈电口端222进行馈电,从图13中可以看出在-90°到﹢90°范围内天线增益都大于12.7dB,增益最大值为15.1dB.对比0.5λ3间距天线布局仿真结果,±90°范围内增益增加了1.7dB,最大增益值增加了0.2dB。
因此,多个接收天线单元22分成多组接收天线单元群后,相邻两组接收天线单元群之间的最小间距可以根据实际需要进行调节,该种方式,间距调整后需要在馈电网络中补偿由于间距变化带来的相位差。
需要说明的是,当同一接收通道对应多个接收天线单元22,则其相邻两个接收天线单元22之间在水平基面上的正投影的间距所在带来的相位差可以为2π的整数倍,以便将同一接收通道对应的多个接收天线单元22用于等功率的功率分配器连接。
同样地,对于当同一发射通道对应多个发射天线单元12时,则其相邻两个发射天线单元12之间在水平基面上的正投影的间距所在带来的相位差可以为2π的整数倍,以便将同一发射通道对应的多个发射天线单元12用于等功率的功率分配器连接。
对于发射天线组件10而言,当多个发射天线单元12中包括多个发射天线单元群时,相邻两个天线单元群之间的最小间距也可以根据实际需要进行调节,间距调整后需要在馈电网络中补偿由于间距变化带来的相位差。
在另一些实施例中,本申请的技术方案可以应用于2发4收,4发4收,16发16收等天线阵列形式,当不限于于此,此处不再一一举例说明。也即,多个发射天线单元12和多个接收天线单元22形成n发m收的MIMO天线阵列,也即形成n个发射通道,m个接收通道,每一发射通道对应至少一个发射天线单元12,每一接收通道对应至少一个接收天线单元22,n和m均为大于或等于2的自然数。
本申请还提供一种雷达,雷达包括上述各实施例中所述的天线模组100,具体地,雷达包括雷达芯片和馈电网络,雷达芯片通过馈电网络分别与天线模组100的接收天线单元22和发射天线单元12连接。本申请实施例的雷达可以实现较大探测覆盖范围。
需要注意的是,除非另有说明,本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本发明实施例的描述中,技术术语“中心”“厚度”“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种天线模组,其特征在于,包括:发射天线组件和接收天线组件,所述发射天线组件和所述接收天线组件在预设平面上平行设置;
所述发射天线组件包括第一柱面基板和在所述第一柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个发射天线单元;多个所述发射天线单元包括至少两组发射天线单元群,每一组所发射天线单元群包括至少两个所述发射天线单元,每一组所述发射天线单元群的各个所述发射天线单元均对应有各自的发射通道,并且至少两组所述发射天线单元群中每一组均存在一个所述发射天线单元对应同一个所述发射通道;
所述接收天线组件包括第二柱面基板和在所述第二柱面基板的一面上沿着圆周方向平行设置的多个接收天线单元;
多个所述发射天线单元和多个所述接收天线单元用于在空间上形成雷达的MIMO天线阵列。
2.根据权利要求1所述的天线模组,其特征在于,每一所述发射天线单元包括多个第一贴片单元,多个所述第一贴片单元按预设方式配置形成相同或不同的第一贴片天线;
每一所述所述接收天线单元包括多个第二贴片单元,多个所述第二贴片单元按预设方式配置形成相同或不同的第二贴片天线。
3.根据权利要求2所述的天线模组,其特征在于,多个所述发射天线单元包括相同的所述第一贴片天线,并且相邻的两个所述第一贴片天线之间在所述预设平面上的正投影的间距相等;
多个所述接收天线单元包括相同的所述第二贴片天线,并且相邻两个所述第二贴片天线之间在所述预设平面上的正投影的间距相等。
4.根据权利要求1-3任一项所述的天线模组,其特征在于,多个所述接收天线单元包括至少两个接收天线单元群,每一组所述接收天线单元群中包括至少两个所述接收天线单元,每一组所述接收天线单元群的各个所述接收天线单元均对应有各自的接收通道,并且至少两组所述接收天线单元群中每一组均存在一个所述接收天线单元对应同一个所述接收通道。
5.根据权利要求1-3任一项所述的天线模组,其特征在于,所述发射天线组件还包括第一支撑件,所述第一支撑件具有柱面,所述第一柱面基板为柔性基板,所述第一柱面基板上与设有所述接收天线单元相背离的另一面贴设于所述第一支撑件的柱面;
所述接收天线组件还包括第二支撑件,所述第二支撑件具有柱面,所述第二柱面基板为柔性基板,第二柱面基板上与设有所述发射天线单元相背离的另一面贴设置于所述第二支撑件的柱面。
6.根据权利要求1-3任一项所述的天线模组,其特征在于,所述发射天线组件和所述接收天线组件并列平行设置于所述预设平面上。
7.根据权利要求1-3任一项所述的天线模组,其特征在于,所述发射天线组件和所述接收天线组件并排平行设置于所述预设平面上。
8.根据权利要求7所述的天线模组,其特征在于,所述发射天线组件中的多个所述发射天线单元均具有第一馈电口端,所述接收天线单元中的多个所述接收天线单元均具有第二馈电口端,所述第一馈电口端与所述第二馈电口端相对设置。
9.一种雷达,其特征在于,包括:如权利要求1-8任一项所述的天线模组。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110620919.0A CN113471717B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 天线模组及雷达 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110620919.0A CN113471717B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 天线模组及雷达 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113471717A CN113471717A (zh) | 2021-10-01 |
CN113471717B true CN113471717B (zh) | 2024-11-12 |
Family
ID=77872206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110620919.0A Active CN113471717B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 天线模组及雷达 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113471717B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114325716A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 深圳市道通智能航空技术股份有限公司 | 一种雷达装置及无人机 |
CN114421146B (zh) * | 2022-01-20 | 2024-05-17 | 深圳市塞防科技有限公司 | 一种雷达及车辆 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN211123248U (zh) * | 2019-10-31 | 2020-07-28 | 上海保隆汽车科技股份有限公司 | 一种车载mimo雷达天线布局结构 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8344943B2 (en) * | 2008-07-28 | 2013-01-01 | Physical Domains, LLC | Low-profile omnidirectional retrodirective antennas |
IL221596A (en) * | 2012-08-23 | 2017-12-31 | Beeri Amir | METHOD AND DEVICE FOR VOLUME VISUALIZATION IN A WIDE RADAR IMAGING SYSTEM |
US11675070B2 (en) * | 2016-12-23 | 2023-06-13 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | High-resolution 3D radar wave imaging device |
CN107275776A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-20 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种siw缝隙串馈阵列天线系统 |
CN109546355B (zh) * | 2018-11-28 | 2022-03-18 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种圆柱共形印刷天线阵列装置 |
CN109683159B (zh) * | 2018-12-25 | 2023-06-09 | 上海匀羿电磁科技有限公司 | 一种车载断面扫描超宽带雷达定向方法 |
US11360210B2 (en) * | 2019-07-02 | 2022-06-14 | Intel Corporation | Multi-mode multi-input multi-output (MIMO) radar sensors |
CN110635235B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-02-09 | 南京微通电子技术有限公司 | 一种毫米波mimo雷达天线及其控制方法 |
CN211698168U (zh) * | 2019-10-31 | 2020-10-16 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 微波天线结构、微波旋转雷达及可移动平台 |
-
2021
- 2021-06-03 CN CN202110620919.0A patent/CN113471717B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN211123248U (zh) * | 2019-10-31 | 2020-07-28 | 上海保隆汽车科技股份有限公司 | 一种车载mimo雷达天线布局结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113471717A (zh) | 2021-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4336543A (en) | Electronically scanned aircraft antenna system having a linear array of yagi elements | |
EP2575210B1 (en) | Variable height radiating aperture | |
JP2851338B2 (ja) | リニア・フェイズドアレイ・アンテナのための角度位置決め用レーダシステム | |
CN103415939B (zh) | 用于超宽带雷达应用的天线阵列 | |
US20090015498A1 (en) | Dual staggered vertically polarized variable azimuth beamwidth antenna for wireless network | |
US9379437B1 (en) | Continuous horn circular array antenna system | |
GB2360134A (en) | Dielectric resonator antenna array with steerable beams from each element | |
JP2004507906A (ja) | 操縦可能な素子を有する誘電体共振器アンテナアレー | |
CN207852911U (zh) | 一种基于连续波相控阵的带状线天线阵 | |
US5017931A (en) | Interleaved center and edge-fed comb arrays | |
US12021304B2 (en) | Multi-beam antenna module | |
CN113823891B (zh) | 天线模组、毫米波雷达以及车辆 | |
CN113471717B (zh) | 天线模组及雷达 | |
US8330668B2 (en) | Dual stagger off settable azimuth beam width controlled antenna for wireless network | |
WO2020113418A1 (zh) | 毫米波天线结构、微波旋转雷达及可移动平台 | |
CN110581342A (zh) | 一种高集成一体化高效和差波束波导天线 | |
CN106935982B (zh) | 平面型阵列天线 | |
JP7610574B2 (ja) | 乗物用アンテナ装置ならびにその使用方法および製造方法 | |
KR102080305B1 (ko) | 일체형 적층 패치 배열 안테나 | |
WO2021072630A1 (zh) | 天线阵列、雷达和可移动平台 | |
CN113113781A (zh) | 一种有源相控阵天线行馈 | |
KR101863681B1 (ko) | 적아식별 안테나 | |
US6930647B2 (en) | Semicircular radial antenna | |
EP0104173B1 (en) | An electronically scanned antenna system having a linear array of yagi antennas | |
Nasr et al. | Active Windshield Antenna for 5G Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 401, Building B1, Nanshan Zhiyuan, No. 1001, Xueyuan Avenue, Changyuan Community, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Shenzhen Saifang Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 room 701, building B1, Nanshan wisdom garden, 1001 Xueyuan Avenue, Changyuan community, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen Daotong Intelligent Automobile Co.,Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |