[发明专利]一种波导毫米波雷达天线

说明书

本发明公开了一种波导毫米波雷达天线，包括PCB板结构及金属脊波导结构，所述PCB结构包括介质板，所述介质板设置微带线转接结构；所述金属脊波导结构纵向共线开缝，所述金属脊波导结构设置脊波导转接结构，所述金属脊波导结构设置在介质板上，所述脊波导转接结构与微带线转接结构连接。本发明具有高效率、宽半功率波瓣宽度、低副瓣、与PCB板集成等优点。

技术领域

本发明涉及电子通信领域，具体涉及一种波导毫米波雷达天线。

背景技术

毫米波天线因其具有部件体积小、高空间分辨率、抗干扰能力强等优点，现已经成为天线设计领域研究的主流。相比于常见的贴片阵列天线，波导缝隙阵天线具有天线效率高、性能稳定、结构紧凑、易实现窄波束高增益、易控制口径场分布等优点，成为车载、机载和成像技术等在毫米波雷达应用上的优选形式。传统的矩形空腔波导缝隙阵天线一直是波导缝隙阵天线研究的热点，从开缝的位置可分为宽边开缝和窄边开缝两种形式。先后又衍生出了脊波导缝隙阵天线和基片集成波导(SIW)缝隙阵天线。脊波导缝隙阵天线利用脊波导具有较低且稳定的相移常数的特点，当天线设计为串馈结构时，其最高增益波束指向随频率的变化只会带来较低的偏角，方向图稳定性较强。SIW缝隙阵天线克服了波导缝隙阵天线的部分缺点，具有低剖面、易制造、易共形、易于与芯片集成等微带贴片天线所具有的优点。

波导缝隙阵天线的开缝形式通常为左右交错开缝型，通过控制每个缝隙与波导纵向中轴线的偏移距离来控制每个缝隙的辐射强度的幅值，从而来调节主平面(H面)的副瓣电平的大小。这种开缝形式的缺点是当缝隙偏移中轴线的垂直距离较大时，天线在工作时会在主平面外产生其他较高的栅瓣，这时最高副瓣电平就难以定位和控制。于是有学者研究出波导共线缝隙阵天线，这类天线的缝隙开在天线结构的纵向中轴线上，波导单元为脊波导，开缝面和加脊面相对。相比于交错型开缝的缝隙阵天线，波导共线缝隙阵天线方向图较为对称，最大副瓣电平能在主平面进行定位和评估。一般可以通过控制脊两侧金属凹槽的深度、控制脊偏离波导中轴线的距离、控制波导侧壁的厚度这三种方式来控制缝隙辐射强度的幅值，当缝隙辐射强度幅值呈现一定的比例时，可以实现抑制副瓣电平的目的。但当以上共线缝隙的方案应用于毫米波频段设计时，这类共线缝隙阵天线的金属波导的加工精度会比较难以保证。

现有技术中存在的缺点如下：

(1)传统空腔波导缝隙阵天线：难以集成在PCB板上与芯片互连，由波导直接进行馈电的方式，需设计多层金属波导，这样导致加工难度大，天线结构复杂，制造成本高，其应用范围受限。当用窄边进行开缝时，会产生较高的交叉极化；

(2)脊波导缝隙阵天线：缺陷仍与传统空腔缝隙阵天线类似；

(3)SIW缝隙阵天线：全介质填充，介质损耗较大，辐射效率较低。另外由于其二维结构的限制，导致其辐射口径横向场分布难以受控。

以上三种缝隙阵天线的开缝方式一般为交错型开缝，方向图对称性较差，在主平面外会产生次级高副瓣，空间最高副瓣难以准确定位和控制。

因此，为了实现波导共线开缝的形式并克服波导缝隙阵天线在毫米波应用上难以与PCB集成、波导加工复杂和其加工精度要求高等难题，发明一种新型的波导毫米波缝隙阵雷达天线。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种波导毫米波雷达天线，本发明易与PCB集成、且具有低成本、低副瓣及方向图稳定的特点。

本发明采用如下技术方案：

一种波导毫米波雷达天线，包括，

PCB板结构，包括介质板，所述介质板设置微带线转接结构；

金属脊波导结构，所述金属脊波导结构纵向共线开缝，所述金属脊波导结构设置脊波导转接结构，所述金属脊波导结构设置在介质板上，所述脊波导转接结构与微带线转接结构连接。