利用铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达

摘要

本发明公开了一种利用铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达，包括依次设置的多个分别与微波发射电路连接的天线单元，所述天线单元包括微带天线单元和菱形天线单元，所述微带天线单元通过馈线连接到微波发射电路；所述菱形天线单元通过馈线连接到铁电电容结构，所述铁电电容结构再与微波发射电路相连，所述铁电电容连接有可调的直流电压。本发明通过采用铁电可调相位的组合天线阵列，补偿了微波发射电路的相位变化，灵活的调整天线的相位，提高多目标条件下雷达的分辨能力。本发明相对于现有技术，可以灵活调整相位，提高了多目标的分辨率，结构简单易于集成等优点；因此，本发明具有很强的实用性及应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及微波天线设计领域，具体涉及一种铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达。

背景技术

在汽车电子领域工程应用中，为了提高汽车对多目标的分辨能力，许多类型的天线被提出来，例如，带裂缝三角形天线，能够提高分辨率，并且扩展工作频段，但是相位不能灵活调整，对于多目标的识别较有限。相控阵雷达对于对目标的识别分辨率较高，但是每个通道需要独立的射频电路，通过移相器来控制相位，结构非常复杂，不利于汽车雷达的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达，该雷达通过采用带有铁电材料的天线和传统微带贴片天线结合的组合天线阵列，实现天线相位可控，补偿微波电路产生的相位差，使得该组合阵列天线能够获得较好的多目标分辨率等好处。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种利用铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达，包括依次设置的多个分别与微波发射电路连接的天线单元，所述天线单元包括微带天线单元1和菱形天线单元2，所述微带天线单元通过馈线11连接到微波发射电路；所述菱形天线单元2通过馈线22连接到铁电电容结构3，所述铁电电容结构再与微波发射电路相连，所述铁电电容连接有可调的直流电压。

进一步，所述铁电电容结构包括内环6和外环7，所述外环上设置有输入端8、输出端9和接地端10，所述外环上还设置有一开口12，所述内环具有电压端，电源线通过开口与内环连接。

进一步，所述微带天线单元具有一开口端，馈线伸入到开口内与微带天线单元连接。

进一步，所述菱形天线单元的连接处也具有一开口，馈线伸入到开口内与菱形天线单元连 接。

进一步，所述微带天线单元1和菱形天线单元2均设置于介质基片上，所述价质基片采用Rogers 4350介质，介电常数3.48，厚度0.254mm。

进一步，所述铁电电容结构3采用铁电钛酸锶钡薄膜铁电材料，介电常数160，厚度0.01mm。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明通过采用铁电可调相位的组合天线阵列，补偿了微波发射电路的相位变化，灵活的调整天线的相位，提高多目标条件下雷达的分辨能力。本发明相对于现有技术，可以灵活调整相位，提高了多目标的分辨率，结构简单易于集成等优点；因此，本发明具有很强的实用性及应用前景。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明一种铁电材料组合阵列天线的整体结构示意图；

图2为本发明微带天线单元和菱形天线单元的具体结构示意图；

图3为本发明铁电电容的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，一种利用铁电材料组合阵列天线实现的高分辨率汽车防撞雷达，包括依次设置的多个分别与微波发射电路连接的天线单元，所述天线单元包括微带天线单元1和菱形天线单元2，所述微带天线单元通过馈线11连接到微波发射电路13；所述菱形天线单元2通过馈线22连接到铁电电容结构3，所述铁电电容结构再与微波发射电路相连，所述铁电电容连接有可调的直流电压。所述微带天线单元1和菱形天线单元2均设置于介质基片上，所述价质基片采用Rogers 4350介质15，介电常数3.48，厚度0.254mm。所述铁电电容结构3采用铁电钛酸锶钡薄膜铁电材料14，介电常数160，厚度0.01mm。

如图3所示，所述铁电电容结构包括内环6和外环7，所述外环上设置有输入端8、输出 端9和接地端10，所述外环上还设置有一开口12，所述内环具有电压端，电源线通过开口与内环连接。

所述微带天线单元具有一开口端，馈线伸入到开口内与微带天线单元连接。微带天线单元1的长度x₁为4.62mm，宽度y₁为3.32mm，馈电线深入微带面的深度d₁为1.26mm；所述菱形天线单元的连接处也具有一开口，馈线伸入到开口内与菱形天线单元连接；菱形天线单元2的长度x₂为5.31mm，宽度y₂为3.56mm，馈电线深入微带面的深度d₂为1.28mm。

在本实施例中，防撞雷达的中心频率是24GHz，工作带宽1GHz，直流供电电压120～150伏调整，内环半径R₁为1.6mm，外环半径R₂为4.1mm，圆环宽度W为0.8mm。

本发明通过采用带有铁电材料的天线和传统微带贴片天线结合的组合天线阵列，实现天线相位可控，补偿微波电路产生的相位差，使得该组合阵列天线能够获得较好的多目标分辨率等好处，以少量的天线单元实现多目标高分辨率等技术指标，降低天线系统的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。