[实用新型]一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达天线无效

专利信息
申请号: 201120219629.7 申请日: 2011-06-24
公开(公告)号: CN202103168U 公开(公告)日: 2012-01-04
发明(设计)人: 安建平;卢继华;卜祥元;李安培;张军;何仲夏 申请(专利权)人: 北京理工大学;广东铁将军防盗设备有限公司
主分类号: H01Q19/06 分类号: H01Q19/06;H01Q21/00;H01Q1/12
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地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 77 ghz 毫米波 汽车 碰撞 雷达 天线
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防碰撞雷达天线,尤其涉及一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达天线,属于雷达技术领域。

背景技术

汽车主动防碰撞控制技术的研究一直受到广泛重视,成为近年来研究与发展汽车防撞系统的主流技术,被美国《福布斯》杂志评为“未来十大焦点汽车安全技术”之一。汽车主动防碰撞控制系统等主动安全驾驶辅助装置,可以明显减少司机的负担和判断错误,对于提高交通安全,降低恶性交通事故发生率、减少生命财产损失将起到重要作用。NHTSA的研究结果表明,防碰撞报警系统可以使追尾碰撞事故平均减少51%,因改变车道而引起的交通事故平均减少47%。

目前,我国国内各大院校与公司基于雷达的汽车主动防碰撞技术的77GHz频段的FMCW汽车主动防碰撞雷达还较少见报道。

在汽车天线方面,可见报道的有汽车折弯天线(专利申请号为200920197931.X,授权公告号为CN201508900),汽车用玻璃天线(专利申请号为200880112598.6),汽车用透明内置天线等(专利申请号为201020159051.6)。

在毫米波雷达天线方面,国内可见的报道有三个,题目为“微波毫米波汽车及室内通信天线”(专利申请号为ZL200920039530.1),介绍了一种用于微波毫米波频段的车用天线,采用双面单层PCB工艺,利用上下金属表面和一侧金属化通孔阵列来实现对电磁波的封闭,而在开口面实现有效漏波辐射;此种天线难以做到大的发射功率,同时金属化通孔阵列实现较难。专利号ZL200820163086.X,题目为“毫米波准光集成介质透镜天线及其阵列”提出了抗振、防尘强,适用于毫米波飞机、汽车船只雷达及通信设备收发传感的天线结构,由微带集成天线、介质透镜、物镜、阵列基座、反射镜、防护罩、波束转换开关构成,介质透镜的圆柱体部分长度可改变,天线阵列射程线阵或面阵;本实用新型给出了介质透镜天线及阵列实现的具体实现环节,对于透镜加天线这样的实现方式,指出了实现的优势,但在具体某一个工作频段如77GHz条件下的实现没有很具体指出。专利号ZL200820034299.2,题目为“汽车顶置天线装置及其天线放大器”提出了一种安装于金属底座上的鲨鱼鳍式天线外壳,内设天线支架、无线电接收天线及天线放大器。此天线装置由于提高了天线放大器在印刷电路板上地的电位,减少了车顶对高频信号的吸收,增加了放大器的接收效果,此专利提出的天线实现起来简单方便,但是应用范围较窄,不能满足当前高速运行条件下的汽车防碰撞需求。当射频发射信号频率达77GHz时,信号提取不足是一个较为严重的问题。高稳定性、小型化和低成本,同时达到高精度测角及快速切换,是近阶段,汽车防碰撞雷达的研究热点之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了实现汽车防碰撞雷达天线在77GHz毫米波时的高精度测角及快速切换,同时降低成本和天线体积,提高系统稳定性,消除外界环境对天线及汽车防碰撞雷达的影响,提出一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达天线。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种77GHz毫米波汽车防撞雷达天线,采用天线与透镜结合的方式,由透镜载板、微波电路载板、多个介质透镜、1个发射天线、多个接收天线和无线收发控制模块构成,无线收发控制模块集成了发射控制模块和接收控制模块,其中介质透镜的数量等于发射天线和接收天线的数量之和;

上述发射天线为单一宽波束天线,为保证单波束的发射天线有足够的发射功率,在发射控制模块与宽波束发射天线之间装有可编程放大器和低噪声放大器;接收天线采用多个窄波束天线形成多波束天线,接收控制模块在多个接收天线间进行快速开关选择,以满足在覆盖汽车前方区域的同时实现高的测角精度;

上述发送控制模块、发射天线、接收控制模块和接收天线均工作于77GHz频段;

上述发射天线和接收天线的波束成形均采用介质透镜实现,每个天线对应一个介质透镜,每个介质透镜均独立悬挂于透镜载板上,各介质透镜角度可调,各介质透镜的焦距与透镜直径相同且范围为60-80mm,在介质透镜上贴有铝箔用来抑制和屏蔽天线旁瓣;

上述发射天线和接收天线均安装于微波电路载板上,且每个天线与对应介质透镜的中心位置处在同一竖直方向;

上述透镜载板为Teflon材料,透镜载板与微波电路载板之间采用支柱连接且支柱高度可调;

在微波电路载板上带有天线测试装置,用于对天线的测试与调试。

有益效果

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  • 2017-10-25 - 2018-10-30 - H01Q19/06
  • 本发明提供了一种基于人工介质圆柱透镜的高楼覆盖多波束天线,以人工介质圆柱透镜为载体高度集成多个天线单元构成,其包括圆柱透镜1,天线单元组2和金属底板3,所述圆柱透镜1由人工介质材料制成;所述多波束天线包括两个相同的天线单元组2,所述天线单元组2包括多个天线单元;所述天线单元为独立个体,固定在所述金属底板3上,成为一个整体;所述两个天线单元组2分布于所述圆柱透镜1的同一侧,沿所述圆柱透镜1的半圆周面均匀排列为上下两行。该天线俯仰面方向图具有双波束,分别上翘和下倾,可以省去复杂的电调机构,并解决了高楼高层接收不到移动信号的难题,特别适用于密集用户及大数据流量业务区。
  • 基于新型介质填充方式的极低剖面柱面龙伯透镜天线-201610015855.0
  • 杨仕文;史志鹏;陈益凯;蒋秋芳;屈世伟 - 电子科技大学
  • 2016-01-12 - 2018-07-27 - H01Q19/06
  • 本发明公开了一种基于新型介质填充方式的极低剖面柱面龙伯透镜天线。本发明包括位于上金属盖板(3)和下金属盖板(4)之间的柱面龙伯透镜、位于柱面龙伯透镜的焦线上的弧形馈源阵(1)以及位于柱面龙伯透镜的非辐射口径上的弧形金属反射挡板(2),所述柱面龙伯透镜包括具有不同半径的上填充介质片(6)和下填充介质片(5),上填充介质片(6)和下填充介质片(5)由圆心向外分别分布n层、m层具有不同分布密度的通孔(21),其中m大于n,且两介质片的前n层的等效介电常数对应相同。本发明不仅加工简单,而且实现了低剖面、轻量化,使其能更好的应用于多波束定向通信和波束扫描天线,尤其是毫米波高频段以及需要轴向组阵的应用场合。
  • 一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线-201711178615.3
  • 李召阳;肖勇;窦文斌 - 北京遥感设备研究所
  • 2017-11-23 - 2018-06-15 - H01Q19/06
  • 本发明公开了一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线,包括:和差通道射频接口(1)和卡塞格伦天线(5),还包括:准光和差网络(3)、波束波导(4)和馈电网络(2)。通过采用准光和差网络(3)和波束波导(4),利用金属反射面以及介质透镜等器件对电磁波束的汇聚与引导,实现电磁波信号在自由空间的传输与变换,相比于传统的波导传输,克服了太赫兹波段波导传输器件损耗大、功率容量低的缺点。 1
  • 一种波束可独立扫描的双频衍射天线-201711407414.6
  • 李欢;冉立新 - 浙江大学
  • 2017-12-22 - 2018-06-08 - H01Q19/06
  • 本发明公开了一种波束可独立扫描的双频衍射天线。天线包括馈源、一块亚波长厚度的微波介质板以及布置在微波介质板上的多个周期单元,每个周期单元包括两个尺寸不同的H型人工子单元结构。H型人工子单元结构主要由叉指金属电极、分别连接在叉指金属电极两侧的两个H型金属电极以及叉指金属电极中布置的电调微波二极管构成;两个H型人工子单元结构各自为独立可调的电谐振结构,具有各自的谐振频率和透明频率。本发明依据人工表面的特殊色散现象,实现了一种波束可独立扫描的双频衍射天线,具有结构简单,造价低等优点。
  • 一种WiFi双频人造介质圆柱透镜12波束天线-201721513978.3
  • 肖良勇;廖康;王建青;任玉文;王亚 - 苏州海天新天线科技有限公司
  • 2017-11-14 - 2018-06-08 - H01Q19/06
  • 本实用新型公开了一种WiFi双频人造介质圆柱透镜12波束天线,包含一个外形为圆柱体的超宽频人造介质透镜,以及安装在透镜上的若干个天线单元;天线单元包含安装在透镜上的4个2.4GHz的相同的独立的第一天线单元,每个第一天线单元为带有金属地板的偶极子或微带振子;还有安装在透镜上的8个5GHz的相同的独立的第二天线单元,每个第二天线单元为带有金属地板的垂直极化振子或微带振子。天线的波束数共12个,与天线单元数相等。波束增益为20dBi,标称增益为波束增益。本实用新型提供的WiFi双频人造介质圆柱透镜12波束天线,可覆盖180°扇区,增益20dBi,适用于室外WiFi基站天线。
  • 一种基于周期性半高销钉的超宽带透镜天线-201711444374.2
  • 樊芳芳;张稼宸;伍金霄;鄢泽洪;张天龄 - 西安电子科技大学
  • 2017-12-27 - 2018-05-25 - H01Q19/06
  • 本发明属于透镜天线技术领域,公开了一种基于周期性半高销钉的超宽带透镜天线,包括透镜主体、馈源、支撑块、螺钉;透镜主体是由两层布有周期平移对称半高销钉的金属板构成,其中各金属板布有销钉的一侧相对放置,中间留有空气间隙;上层金属板上的销钉相对于下层金属板上的销钉在周期排布方向分别平移二分之一个单元周期;馈源为矩形波导,位于透镜一侧,波导末端窄边高度为透镜主体边缘销钉高度与空气间隙高度之和;支撑块位于垂直透镜辐射方向上透镜主体两侧边缘;螺钉安装在馈源两侧和透镜主体的非辐射边缘。本发明的天线可以在超宽频段范围内实现高增益,易加工,成本低,可用于卫星通信等无线通信领域。
  • 一种毫米波高分辨率成像介质透镜天线设计方法-201510580282.1
  • 陈其科;周景石;孙震;朱贵德;李道通;张永鸿;林先其;樊勇 - 电子科技大学
  • 2015-09-12 - 2018-03-16 - H01Q19/06
  • 本发明公开了一种毫米波高分辨率成像介质透镜天线的设计方法,该方法是光学透镜设计技术和毫米波天线设计理论相结合的一种设计方法,涉及毫米波天线技术领域。本发明专利引用光学透镜曲面,通过光学设计方法优化系统的波像差和几何像差,使得馈源天线单元在物平面上的‑3dB光斑直径最小,各个馈源天线单元的增益差值小于1dB。本发明具有设计方法简单易行的特点,且对毫米波透镜天线的分辨率提出了创新性定义。本发明可应用于毫米波成像系统。
  • 基于新型超材料单元结构的透镜天线-201721103759.8
  • 许锋;杨健 - 南京邮电大学
  • 2017-08-31 - 2018-03-13 - H01Q19/06
  • 本实用新型公开了一种基于新型超材料单元结构的透镜天线,其中超材料单元结构包括介质基板和排布在介质基板上的人造微结构。并以若干尺寸相同的超材料单元组成了超材料片层透镜。超材料单元的人造微结构横截面为对口谐振环与短金属线的组合,通过改变谐振环的尺寸以及短金属线的长度,来调整超材料的谐振频率及负折射能力。本实用新型通过在FR4环氧玻璃布基板上附着特定形状的人造微结构,当电磁波入射到超材料单元上时,得到所需的电磁谐振,使得超材料在工作频率附近得到等效的负折射特性。本实用新型通过将超材料片层放置在参考贴片天线上方作为透镜,使天线的增益得到了显著提高,且介质透镜天线的阻抗带宽与增益带宽也大大提高了,实现了宽频带特性。
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