一种毫米波雷达的波导天线及波束收窄方法与流程

1.本发明涉及雷达波导矩阵技术领域，具体为一种毫米波雷达的波导天线及波束收窄方法及波束收窄方法。


背景技术：

2.目前自动驾驶、v2x市场非常火热，以毫米波雷达、激光雷达、摄像头作为传感器的解决方案也是目前的主流方案，其中毫米波雷达作为适用全天候环境的传感器在自动驾驶领域的地位尤为重要，随着毫米波雷达的发展，第六代毫米波雷达称之为4d毫米波(成像)雷达，它的发展主要是通过增加天线的通道数来实现更高的分辨率，而传统的pcb天线随着通道数目的增加，雷达尺寸会增加，还有馈线的长度增加，会降低天线的性能，从而影响探测距离，对于已有的现状，业界将波导天线应用于毫米波雷达天线的设计当中，可以规避上述问题；
3.但是现有的波导天线(水平方向不组阵)大多在水平方向上都是宽波束，不利于用于前雷达的天线设计，前雷达的天线要求再水平方向要求波束收窄，针对现有的，我们提出了一种新的波导天线设计方法，能够实现水平波束的收窄。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种毫米波雷达的波导天线及波束收窄方法，以解决背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种毫米波雷达的波导天线，包括波导缝隙阵列天线,波导缝隙阵列天线上方加载多组矩形开口波导阶梯槽。
7.作为本发明的一种优选技术方案，多个矩形开口波导阶梯槽由上至下依次交错分布。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述矩形开口波导阶梯槽包括多个由下至上开口尺寸逐渐增加的矩形开口槽构成。
9.作为本发明的一种优选技术方案，多个矩形开口槽的中心轴重合。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述多个矩形开口槽的长度不同，宽度相同。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述波导缝隙阵列天线的水平波束的hpbw为48.7度。
12.本发明同时提供一种毫米波雷达的波导天线的波束收窄方法，包括以下步骤：
13.第一步，在导缝隙阵列天线宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射；
14.第二步，调节缝隙的偏移量实现俯仰波束低副瓣；
15.第三步，通过在导缝隙阵列天线的纵缝上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽实现阻抗匹配，即得具有矩形开口波导阶梯槽的波导天线。
16.本发明的有益效果是：
17.该毫米波雷达的波导天线，通过在宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射，缝隙的偏移量改变实现俯仰波束低副瓣，通过在缝隙上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽，实现阻抗匹配，提供的波导缝隙天线波束收窄的方法十分高效，可实现在76.5ghz的水平波束宽度相比传统波导缝隙阵列天线收窄63.9％左右；
18.本发明的波导天线从结构角度上看，仅比传统波导缝隙阵列天线多了开口波导阶梯槽，因此结构相对简单，且容易实现。
附图说明
19.图1为传统波导缝隙阵列天线的波导缝隙阵排布示意图；
20.图2为本发明水平波束收窄的波导天线的波导缝隙阵排布示意图；
21.图3为传统波导缝隙阵列天线与本发明波导天线的水平面波束宽度对比示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本实施方案中：一种毫米波雷达的波导天线，包括波导缝隙阵列天线和传统波导缝隙阵列天线。
24.本实施例中，一种毫米波雷达的波导天线，包括波导缝隙阵列天线；
25.如图1所示，传统波导缝隙阵列天线的水平波束的hpbw为134.8度；
26.如图2所示，本发明在波导缝隙阵列天线上方加载多组矩形开口波导阶梯槽的模型，其水平波束的hpbw为48.7度；
27.优选的，多个矩形开口波导阶梯槽由上至下依次交错分布；
28.优选的，所述矩形开口波导阶梯槽包括多个由下至上开口尺寸逐渐增加的矩形开口槽构成；
29.优选的，多个矩形开口槽的中心轴重合；
30.优选的，所述多个矩形开口槽的长度不同，宽度相同；
31.原理：本发明的波导天线，通过在宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射，缝隙的偏移量改变实现俯仰波束低副瓣，通过在缝隙上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽，实现阻抗匹配；
32.从图3的对比数据可以看出，本发明通过在波导缝隙阵列天线上方加载矩形开口波导阶梯槽，可实现在76.5ghz的水平波束宽度明显比传统波导缝隙阵列天线收窄，波束宽度收窄63.9％左右，证明在波导缝隙阵列天线上方加载矩形开口波导阶梯槽能够大幅收缩天线的波束宽度；但从结构角度上看，仅比传统波导缝隙阵列天线多了开口波导阶梯槽，因此结构相对简单，且容易实现；
33.本实施例中，本发明同时提供一种毫米波雷达的波导天线的波束收窄的方法，包括以下步骤：
34.第一步，在导缝隙阵列天线宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射；
35.第二步，调节缝隙的偏移量实现俯仰波束低副瓣；
36.第三步，通过在导缝隙阵列天线的纵缝上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽实现阻抗匹配，即得具有矩形开口波导阶梯槽的波导天线。
37.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种毫米波雷达的波导天线，包括波导缝隙阵列天线，其特征在于：波导缝隙阵列天线上方加载多组矩形开口波导阶梯槽。2.根据权利要求1所述的一种毫米波雷达的波导天线，其特征在于：多个矩形开口波导阶梯槽由上至下依次交错分布。3.根据权利要求2所述的一种毫米波雷达的波导天线，其特征在于：所述矩形开口波导阶梯槽包括多个由下至上开口尺寸逐渐增加的矩形开口槽构成。4.根据权利要求3所述的一种毫米波雷达的波导天线，其特征在于：多个矩形开口槽的中心轴重合。5.根据权利要求4所述的一种毫米波雷达的波导天线，其特征在于：所述多个矩形开口槽的长度不同，宽度相同。6.根据权利要求1～5任一所述的一种毫米波雷达的波导天线，其特征在于：所述波导缝隙阵列天线的水平波束的hpbw为48.7度。7.根据权利要求6所述的一种毫米波雷达的波导天线的波束收窄方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在导缝隙阵列天线宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射；第二步，调节缝隙的偏移量实现俯仰波束低副瓣；第三步，通过在导缝隙阵列天线的纵缝上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽实现阻抗匹配，即得具有矩形开口波导阶梯槽的波导天线。

技术总结
本发明涉及雷达波导矩阵技术领域，尤其为一种毫米波雷达的波导天线及波束收窄方法，包括波导缝隙阵列天线,波导缝隙阵列天线上方加载矩形开口波导阶梯槽，其水平波束的HPBW为48.7度。本发明通过在宽边开纵缝切割电流进行电磁波辐射，缝隙的偏移量改变实现俯仰波束低副瓣，通过在缝隙上方加载开口波导槽实现水平方向的波束聚拢，在开口波导槽内部加入阶梯槽，实现阻抗匹配，提供的波导缝隙天线波束收窄的方法十分高效，可实现在76.5GHz的水平波束宽度收窄63.9％左右；从结构角度上看，仅比传统波导缝隙阵列天线多了开口波导阶梯槽，因此结构相对简单，且容易实现。且容易实现。且容易实现。


技术研发人员：王正龙 蔡铭 李臣云
受保护的技术使用者：复睿智行科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/8/31