一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法及应用与流程

1.本发明属于印制电路板技术领域，尤其涉及一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法及应用。


背景技术：

2.印制电路板(pcb)，又称印刷电路板，是重要的电子部件，在汽车领域中，车载毫米波雷达主要分为24g和77g两种，其中24g毫米波雷达主要用于中短距测量，技术壁垒和成本相对较低，在汽车盲点监测、变道辅助等方面应用广泛，是当前市场上的主流毫米波雷达产品。而77g是目前市场上最主要的长距毫米波雷达产品，其探测距离可达150-250米，探测精度为24g雷达的3-5倍，但技术壁垒和成本都比24g毫米波雷达更高，目前主要应用于自动驾驶、前向碰撞预警等。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现此类pcb板毫米波雷达，主要由天线列阵进行信号收发，那天线列阵的设计及精确制作，要求制作公差
±
15um(包含直角、r角等)，然而在pcb蚀刻加工后天线列阵容易出现天线直角、r角度不符合客户要求，导致产品传送延时或失效现象。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法及应用。
5.所述技术方案如下：一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，包括以下步骤：
6.s1，对天线列阵进行天线长和/或宽反补偿；
7.s2，对天线列阵进行天线角度进行反补偿。
8.在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线长反补偿。
9.在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线宽反补偿。
10.在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线长和宽反补偿。
11.在步骤s1中，对天线列阵天线r角度进行天线长和/或宽反补偿50微米。
12.在步骤s2中，对天线列阵天线直角位置进行30
°
角度反补偿；对天线列阵天线r角位置进行30
°
角度反补偿。
13.在步骤s2中，对天线列阵进行天线角度进行反补偿的检测方法包括：
14.s2.1，建立天线矩阵坐标系，根据角度反补偿天线的设计参数，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标；
15.s2.2，根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标，以及天线矩阵坐标系相对于世界坐标系的姿态角，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的角度反补偿矩阵；
16.s2.3，根据发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，推算信号发射时刻发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。
17.步骤s2.1中，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，包括：分别用和分别表示发射阵列坐标和接收阵列坐标，其中上标tr和rr分别表示发射阵列和接收阵列，下标s表示天线矩阵坐标系，下标i表示接收阵列阵元序号，i＝1,2
…
m，m表示天线阵列包含的接收阵列元数量；
18.步骤s2.2中，所述根据天线阵列安装基准面，建立世界坐标系，用p0表示；根据天线阵列的设计参数，建立天线矩阵坐标系，用p表示；结合天线阵列的设计参数，利用光学测量方法获得天线阵列质心op在世界坐标系中的坐标以及从世界坐标系反补偿到天线矩阵坐标系的姿态角，分别用偏移角俯仰角横滚角表示；构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间和角度反补偿矩阵和
19.其中，
[0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033]
式中，(
·
)
t
表示转置运算；
[0034]
根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标以及从世界坐标系反补偿至天线矩阵坐标系的姿态角，分别用偏移角俯仰角横滚角表示，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的
和角度反补偿矩阵
[0035]
其中，
[0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049]
根据世界坐标系到天线矩阵坐标系的角度反补偿矩阵以及天线矩阵坐标系到世界坐标系的角度反补偿矩阵构建发射阵列、接收阵列线之间的角度反补偿矩阵。
[0050]
本发明的另一目的在于提供一种所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法在车载毫米波雷达天线列阵制作上的应用。
[0051]
本发明的另一目的在于提供一种所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法在自动驾驶、前向碰撞预警的毫米波雷达印制电路板上的应用。
[0052]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：在pcb设计阶段，本发明重新定义设计要求，在天线列阵进行一个反补偿制作，达到满足天线列阵的要求。本发明提供的制作的方法采用全新设计，实现车载毫米波雷达板的量产；杜绝了pcb在制作过程中不符合客户要求的现象。本发明对天线列阵进行天线角度进行反补偿的检测，可推算信号发射时刻发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。
附图说明
[0053]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施
例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
[0054]
图1是本发明实施例提供的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法流程图；
[0055]
图2是本发明实施例提供的车载毫米波雷达天线列阵示意图；
[0056]
图3是本发明实施例提供的现有技术没有进行对天线列阵进行天线和/或宽，以及天线角度进行反补偿的效果图；
[0057]
图4是本发明实施例提供的本发明进行对天线列阵进行天线和/或宽，以及天线角度进行反补偿的效果图；
[0058]
图5是本发明实施例提供的改善天线列阵缺陷，满足了设计要求效果图。
具体实施方式
[0059]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0060]
实施例1，如图1所示，本发明实施例提供的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法包括：
[0061]
s1，对天线列阵进行天线和/或宽反补偿；
[0062]
s2，对天线列阵进行天线角度进行反补偿。
[0063]
在本发明实施例中，优选的，在步骤s1中，对天线列阵天线直角或r角进行天线长和/或宽反补偿。
[0064]
在本发明实施例中，优选的，在步骤s1中，对天线列阵天线直角或r角度进行天线长和/或宽反补偿50微米。
[0065]
在本发明实施例中，优选的，在步骤s2中，对天线列阵天线直角或r角度位置进行30
°
角度反补偿。
[0066]
进一步的，在步骤s2中，对天线列阵进行天线角度进行反补偿的检测方法包括：
[0067]
s2.1，建立天线矩阵坐标系，根据角度反补偿天线的设计参数，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标；
[0068]
s2.2，根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标，以及天线矩阵坐标系相对于世界坐标系的姿态角，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的角度反补偿矩阵；
[0069]
s2.3，根据发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，推算信号发射时刻发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。
[0070]
步骤s2.1中，所述建立天线矩阵坐标系，根据角度反补偿天线的设计参数，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，分别用和表示，其中上标tr和rr分别表示发射阵列和接收阵列，下标s表示天线矩阵坐标系，下标i表示接收阵列阵元序号，i＝1,2
…
m，m表示天线阵列包含的接收阵列元数量；
[0071]
步骤s2.2中，所述根据天线阵列安装基准面，建立世界坐标系，用p0表示；根据天线阵列的设计参数，建立天线矩阵坐标系，用p表示；结合天线阵列的设计参数，利用光学测
量方法获得天线阵列质心o
p
在世界坐标系中的坐标在世界坐标系中的坐标在世界坐标系中的坐标
[0072]
俯仰角横滚角表示；构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的和角度反补偿矩阵
[0073]
其中，
[0074][0075][0076][0077][0078][0079][0080][0081][0082][0083][0084][0085][0086][0087]
式中，(
·
)
t
表示转置运算；
[0088]
所述根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标以及从世界坐标系反补偿至天线矩阵坐标系的姿态角，分别用偏移角俯仰角横滚角表示，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的和角度反补偿矩阵
[0089]
其中，
[0090]
[0091][0092][0093][0094][0095][0096][0097][0098][0099][0100][0101][0102][0103]
根据世界坐标系到天线矩阵坐标系的角度反补偿矩阵以及天线矩阵坐标系到世界坐标系的角度反补偿矩阵构建发射阵列、接收阵列线之间的角度反补偿矩阵。
[0104]
实施例2，作为本发明的另一种实施方式，本发明采用最新设计，对天线列阵进行反补偿，在天线列阵直角位置进行长/宽各50微米，30
°
角度的反补偿设计，采用全新设计，实现车载毫米波雷达板的量产。杜绝了pcb在制作过程中不符合客户要求的现象。制作的车载毫米波雷达天线列阵如图2所示。
[0105]
实施例3，作为本发明的一种应用实施方式，本发明提供一种用于自动驾驶、前向碰撞预警的毫米波雷达印制电路板，所述毫米波雷达印制电路板利用所述的车载毫米波雷达天线列阵制作。
[0106]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0107]
实验：如图3所示，现有技术没有进行对天线列阵进行天线和/或宽，以及天线角度进行反补偿的效果图；
[0108]
如图4所示，本发明进行对天线列阵进行天线和/或宽，以及天线角度进行反补偿的效果图；
[0109]
本发明基于上述技术方案改善了天线列阵缺陷，满足了设计要求。效果图如图5所示。
[0110]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：s1，对天线列阵进行天线长和/或宽反补偿；s2，对天线列阵进行天线角度进行反补偿。2.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线长反补偿。3.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线宽反补偿。4.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，对天线列阵天线直角进行天线长和宽反补偿。5.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s1中，对天线列阵天线r角度进行天线长和/或宽反补偿50微米。6.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s2中，对天线列阵天线直角位置进行30
°
角度反补偿；对天线列阵天线r角位置进行30
°
角度反补偿。7.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，在步骤s2中，对天线列阵进行天线角度进行反补偿的检测方法包括：s2.1，建立天线矩阵坐标系，根据角度反补偿天线的设计参数，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标；s2.2，根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标，以及天线矩阵坐标系相对于世界坐标系的姿态角，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的角度反补偿矩阵；s2.3，根据发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，推算信号发射时刻发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。8.根据权利要求7所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法，其特征在于，步骤s2.1中，确定发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的坐标，包括：分别用和分别表示发射阵列坐标和接收阵列坐标，其中上标tr和rr分别表示发射阵列和接收阵列，下标s表示天线矩阵坐标系，下标i表示接收阵列阵元序号，i＝1,2
…
m，m表示天线阵列包含的接收阵列元数量；步骤s2.2中，所述根据天线阵列安装基准面，建立世界坐标系，用p0表示；根据天线阵列的设计参数，建立天线矩阵坐标系，用p表示；结合天线阵列的设计参数，利用光学测量方法获得天线阵列质心op在世界坐标系中的坐标以及从世界坐标系反补偿到天线矩阵坐标系的姿态角，分别用偏移角俯仰角横滚角表示；构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间和角度反补偿矩阵和其中，其中，
式中，(
·
)
t
表示转置运算；根据角度反补偿天线的设计参数，利用光学测量方法，获得天线矩阵坐标系原点在世界坐标系中的坐标以及从世界坐标系反补偿至天线矩阵坐标系的姿态角，分别用偏移角俯仰角横滚角表示，构建天线矩阵坐标系与世界坐标系之间的和角度反补偿矩阵其中，其中，其中，其中，其中，其中，其中，
根据世界坐标系到天线矩阵坐标系的角度反补偿矩阵以及天线矩阵坐标系到世界坐标系的角度反补偿矩阵构建发射阵列、接收阵列线之间的角度反补偿矩阵。9.一种利用权利要求1-8任意一项所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法在车载毫米波雷达天线列阵制作上的应用。10.一种利用权利要求1-8任意一项所述的车载毫米波雷达天线列阵的制作方法在自动驾驶、前向碰撞预警的毫米波雷达印制电路板上的应用。

技术总结
本发明属于印制电路板技术领域，公开了一种车载毫米波雷达天线列阵的制作方法及应用。包括：对天线列阵进行天线长和/或宽反补偿；对天线列阵进行天线角度进行反补偿。在PCB设计阶段，本发明重新定义设计要求，在天线列阵进行一个反补偿制作，达到满足天线列阵的要求。本发明提供的制作的方法采用全新设计，在PCB设计阶段，在天线列阵进行一个反补偿制作，达到满足天线列阵的要求。本发明提供的制作的方法采用全新设计，实现车载毫米波雷达板的量产；杜绝了PCB在制作过程中不符合客户要求的现象。本发明对天线列阵进行天线角度进行反补偿的检测，可推算信号发射时刻发射阵列、接收阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。阵列各阵元在天线矩阵坐标系中的反补偿角度。


技术研发人员：谭才文 杨鹏飞 刘林武 彭彦夫
受保护的技术使用者：珠海中京电子电路有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/9/22