[发明专利]基于77GHz毫米波雷达的SIW缝隙天线系统

说明书

本发明涉及一种基于77GHz毫米波雷达的SIW缝隙天线系统，属于天线技术领域。系统包括介质基板、缝隙天线层和馈电层，所述缝隙天线层和馈电层分布于介质基板的两面上，所述缝隙天线层与馈电层通过中心耦合馈电，所述缝隙天线层上设有多个由缝隙阵元构成的SIW缝隙天线。与现有技术相比，本发明具有稳定性高、小型化、成本低、精度高、响应速度高以及分辨率高等优点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体是指一种基于77GHz毫米波雷达的SIW缝隙天线系统。

背景技术

77GHz毫米波雷达因其体积小，质量轻，分辨率高，可在白天、夜晚、雪天、雨天、雾天和扬尘天气等环境下全天候工作，可全面满足AEB、ACC、BSD、LCA、PDS、FCW等多项ADAS功能需求等特点，成为自动驾驶中所需的核心传感器。测距雷达按照距离分主要有三种：远距、中距、短距。短距雷达相比较中远距，要求高分辨率、小尺寸和低成本。目前对于77GHz毫米波雷达的天线设计还较少。

专利CN207303352U提出了一种SIW缝隙串馈阵列天线系统，包括发射天线和接收天线，发射天线和接收天线之间设有反射结构，发射天线和接收天线的结构完全相同，发射天线和接收天线所在的介质板Ⅰ、反射结构所在的介质板Ⅱ处在同一平面上，且发射天线和接收天线对称地布置在反射结构的两侧，发射天线、接收天线和反射结构均在长度方向上相互平行，反射结构的长度不小于发射天线和接收天线的长度。然而这种系统虽然可以实现77GHz毫米波雷达方案，但是阻抗带宽较窄，而且方向图在整个频带内容易发生摇头，即最大指向会发生轻微偏移。

专利CN106785388A提供了一种串馈微带阵列天线，包括介质板、贴片阵列天线以及金属地；阵列贴片单元由两组沿馈电通孔轴线轴对称设置的贴片单元构成，每组贴片单元包括六片沿介质板长度方向依次间隔布置且按切比雪夫25dB幅度加权分布的微带贴片；同组贴片单元处的相邻两片微带贴片之间间距等于二分之一个波长，且各相邻两片微带贴片之间通过三角渐变线状的阻抗匹配段连接彼此；同轴馈电探针与一组贴片单元上的相对最接近的微带贴片间通过180°移相器连接彼此。这种天线对于短距雷达来说成本比较高，尺寸比较大，不能满足短距雷达低成本和小尺寸的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种高稳定性、小型化且低成本的基于77GHz毫米波雷达的SIW缝隙天线系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于77GHz毫米波雷达的SIW缝隙天线系统，所述系统包括介质基板、缝隙天线层和馈电层，所述缝隙天线层和馈电层分布于介质基板的两面上，所述缝隙天线层与馈电层通过中心耦合馈电，所述缝隙天线层上设有多个由缝隙阵元构成的SIW缝隙天线。

优选地，所述缝隙天线层由Rogers3003板材构成。

优选地，所述缝隙阵元的数量为偶数，对称分布于SIW缝隙天线的波导边上。

优选地，所述SIW缝隙天线包括发射天线和接收天线。

优选地，所述SIW缝隙天线的数量为6个，包括2个发射天线和4个接收天线。

优选地，所述发射天线之间的横向间距为1.5个空气波长，纵向间距为0.5个空气波长；所述接收天线之间的横向间距为1个空气波长。

优选地，所述馈电层包括多个层叠设置的馈电基板，所述馈电基板之间通过金属基板相互连接。

优选地，所述馈电基板为由FR4构成的基板。

优选地，所述馈电基板的数量为7个。

优选地，所述缝隙阵元的长度范围为0.885mm～1.474mm，所述缝隙阵元的宽度范围为0.18mm～0.22mm，所述缝隙阵元的中心线到所述SIW缝隙天线的中心线的距离范围为0.09mm～0.33mm。