具有限定的波束偏斜的平行板狭槽阵列天线的制作方法

具有限定的波束偏斜的平行板狭槽阵列天线


技术实现要素：

1.本文公开了天线组件的各种实施方案。在优选实施方案中，此类组件或任何此类组件的单个结构/特征可用于车辆的雷达或其他传感器模块中。
2.天线通常被设计成具有波束指向视轴方向的辐射图案，该视轴方向通常是垂直于承载辐射元件的平面的方向。通常还期望辐射图案的主波束与视轴的偏差(称为偏斜)应最小。与指向视轴方向的天线相比，本文公开的一些天线被故意设计成具有偏斜。一般来讲，所公开的天线指向背离视轴，并且视轴方向被看作是零偏斜的特殊情况。然而，本文公开的组件中的一些组件包括视轴天线的新型特征。
3.当通过天线体的机械旋转将天线波束与优选方向对准是不可能的或不期望的时，被设计成具有预先确定的偏斜角的天线可为有用的。另选地，如果通过机械旋转对准波束方向是可能的，则可容忍偏斜，因为这是与其他天线参数(增益、侧波瓣等)进行权衡的结果。
4.在通常操作在从76ghz至81ghz的频带中的汽车雷达传感器中，具有偏斜波束(例如45度)的天线可用作侧视天线，用于检测相邻车道内的车辆或其他物体。根据具体应用，期望的偏斜角可不同，并且在某些实施方案中可在0度至90度的范围内。
5.在优选实施方案中，本文公开的天线利用波导馈送的平行板狭槽阵列结构。本公开的各方面对于mm波天线可能特别有用，并且可用于各种应用，包括但不限于汽车雷达传感器。一些此类实施方案可具有一个或多个特征，该一个或多个特征被具体地配置为针对对应辐射图案提供一个或多个目标偏斜角。
6.在天线的更具体的示例中，诸如用于雷达或其他车辆传感器模块的天线，该天线可包括：馈送波导，该馈送波导包括一个或多个进给狭槽；和平行板波导，该平行板波导与该馈送波导可操作地耦合，使得该馈送波导的该一个或多个进给狭槽中的每个进给狭槽被配置为将电磁能量注入该平行板波导中。多个辐射狭槽可被形成为呈背离该馈送波导延伸的阵列和/或多个行和/或多个列，以将该电磁能量递送出天线组件。
7.在一些实施方案中，该天线组件可被配置为从该平行板波导的视轴方向以一个或多个预先确定的角度的预先确定的波束偏斜来递送来自该天线组件的该电磁能量。
8.在一些实施方案中，该多列辐射狭槽中的每列辐射狭槽可相对于相邻列辐射狭槽移位。
9.一些实施方案还可包括在该平行板波导的表面上形成的与该多个辐射狭槽相对的多个突起部。在一些此类实施方案中，多个突起部中的每个突起部可均为细长的。在一些实施方案中，该多个辐射狭槽中的每个辐射狭槽也可均为细长的，其形状与多个突起部中的每个突起部(或至少一个子集)的剖面形状相同或至少基本上相匹配。
10.在一些实施方案中，该平行板波导可由天线体和耦合到该天线体的盖板限定。在一些此类实施方案中，该平行板波导还可由定位在该天线体和该盖板之间的侧壁件限定。侧壁件可限定平行板波导的侧壁，以防止或至少抑制电磁能量从平行板波导泄漏。另选地，侧壁可从组件的其他层/部件中的一者延伸。
11.在一些实施方案中，该平行板波导的至少一部分由印刷电路板限定。例如，在一些实施方案中，印刷电路板可形成波导的一个层和/或表面。
12.在根据一些实施方案的车辆天线组件的示例中，该组件可包括天线体，该天线体馈送波导，该馈送波导由该天线体限定并沿细长轴线延伸。该馈送波导可由在其间限定该馈送波导的相邻柱的相对行形成，或由相对的实心侧壁形成。该组件还可包括：一个或多个进给狭槽，该一个或多个进给狭槽延伸到该馈送波导中；以及盖板，该盖板耦合到该天线体，以在该盖板和该天线体的表面之间限定平行板波导，该一个或多个进给狭槽定位在该平行板波导中。多个辐射狭槽可被形成为呈多个列和/或行。该多个列/行中的每一者(或至少一个子集)可在至少基本上垂直于馈送波导的细长轴线的方向上延伸。在一些实施方案中，该馈送波导和/或该平行板波导中的壁中的一个或多个壁可由一系列间隔开的相邻柱而不是实心壁限定。
13.一些实施方案还可包括在该天线体和该盖板之间延伸的多个侧壁，以限定该平行板波导的高度。在一些此类实施方案中，该多个侧壁中的每个侧壁可由定位在该天线体和该盖板之间的侧壁件限定。另选地，该多个侧壁中的每个侧壁可从该盖板一体地延伸以作为该盖板的一部分。
14.一些实施方案还可包括从该天线体的与该多个辐射狭槽相对的表面延伸的多个细长突起部。
15.在一些此类实施方案中，该多个细长突起部中的每一者(或至少一个子集中的每一者)可定位在对应辐射狭槽下方。
16.在根据一些实施方案的车辆传感器组件的示例中，该组件可包括：第一波导，该第一波导限定在天线体的第一层内；以及第二波导，该第二波导至少部分地由该第一层限定。一个或多个细长的进给狭槽可沿该第一波导的轴线延伸，并且可被配置为将电磁能量从该第一波导递送到该第二波导。多个细长突起部可沿至少部分地限定该第二波导的该天线体的表面形成。多个辐射狭槽可被形成在该天线体内，并且可被配置为将电磁辐射从该第二波导递送到该天线体的外部。
17.在一些实施方案中，天线体可包括第一侧、与该第一侧相对的第二侧、第三侧和与该第三侧相对的第四侧。该第一波导可至少基本上在该天线体的该第一侧和该天线体的该第二侧之间的整个距离上延伸，并且可局限于该第三侧和该第四侧之间的该天线体的狭窄区域。该狭窄区域优选地包括小于该第三侧和该第四侧之间限定的该天线体宽度的一半。在一些实施方案中，该狭窄区域包括小于在该第三侧和该第四侧之间限定的该天线体宽度的四分之一。在一些实施方案中，该第一波导与该第三侧相邻地定位。
18.该多个细长突起部可被形成为呈类似于辐射狭槽的多个列和/或行。在一些实施方案中，该多个辐射狭槽可被形成为呈多个行和/或列，其中这些细长突起部的行数和/或列数可等于这些辐射狭槽的行数和/或列数。在一些实施方案中，辐射狭槽的数量可等于细长突起部的数量。
19.在一些实施方案中，这些细长突起部(或另选地，至少一个子集)中的每一者与对应辐射狭槽对准。
20.在一些实施方案中，车辆传感器组件可被配置为以预先确定的波束偏斜从该多个辐射狭槽递送电磁能量，在一些情况下，该波束偏斜可被测量为与视轴方向的非零角度。
21.本文结合一个实施方案公开的特征、结构、步骤或特性可以在一个或多个替代实施方案中以任何合适的方式组合。
附图说明
22.描述了本公开的非限制性和非穷举性实施方案，包括本公开参照附图的各种实施方案，其中：
23.图1a是根据一些实施方案的天线组件的透视图；
24.图1b是图1a的天线组件的分解透视图；
25.图2a是根据其他实施方案的天线组件的透视图；
26.图2b是图2a的天线组件的分解透视图；
27.图3a是根据其他实施方案的天线组件的透视图；
28.图3b是图3a的天线组件的分解透视图；
29.图4a至图4c是示出本文公开的各种实施方案的操作原理的示意图；
30.图5描绘了简化模型，该简化模型示出了如何通过各种实施方案来实现对不想要的光栅波瓣的抑制；
31.图6a是另一天线组件的透视图，该天线组件的特征在于单个细长的馈送狭槽；
32.图6b是图6a的天线组件的分解透视图；
33.图7a是根据附加实施方案的天线组件的透视图，其中突起部定位在馈送狭槽的相对侧上；
34.图7b是图7a的天线组件的分解透视图；
35.图8a是根据又一实施方案的天线组件的透视图，更具体地，是具有限定波束偏斜的高增益天线的可能实施方案；
36.图8b是图8a的天线组件的分解透视图；
37.图9a是天线组件的又一实施方案的透视图；
38.图9b是图9a的天线组件的分解透视图；
39.图10a是天线组件的又一其他实施方案的透视图，其中先前实施方案中所示的直波导被“波状”波导代替；
40.图10b是图10a的天线组件的分解透视图；
41.图11a是根据另外的实施方案的具有波状馈送狭槽的天线组件的透视图；
42.图11b是图11a的天线组件的分解透视图；
43.图12a是另一天线组件的上部透视图；
44.图12b是图12a的天线组件的下部透视图；
45.图12c是图12a和图12b的天线组件的分解透视图；
46.图13a是又一其他天线组件的上部透视图；
47.图13b是图13a的天线组件的下部透视图；
48.图13c是图13a和图13b的天线组件的上部分解透视图；
49.图13d是图13a至图13c的天线组件的下部分解透视图；
50.图14a是根据其他实施方案的天线组件的透视图；
51.图14b是图14a的天线组件的分解透视图；
52.图15a是根据还有的另外的实施方案的天线组件的透视图；
53.图15b是图15a的天线组件的分解透视图；
54.图16a是根据附加实施方案的包括中心馈送波导的天线组件的透视图；
55.图16b是图16a的天线组件的分解透视图；
56.图17a至图17i是各种天线的俯视平面图，示出了辐射狭槽的各种可能的配置；并且
57.图18a至图18d是示出基于图5所示的简化模型的计算结果的曲线图。
具体实施方式
58.下面提供与本公开的各种实施方案一致的装置、系统和方法的详细描述。虽然描述了若干实施方案，但应理解，本公开不限于所公开的任何特定实施方案，而是涵盖许多替代方案、修改和等效物。另外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本文公开的实施方案的透彻理解，但是可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践一些实施方案。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关领域中已知的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。
59.如本文所用，术语“基本上”是指如所指示一般发挥作用的动作、特性、属性、状态、结构、项目或结果的完整或几乎完整的范围或程度。例如，“基本上”圆柱形或“基本上”垂直的对象将意味着物体/特征是圆柱形/垂直或几乎圆柱形/垂直的，以便产生相同或几乎相同的功能。由该术语提供的确切允许偏差程度可以取决于具体上下文。当用于否定含义时，使用“基本上”同样适用，以指代完全或几乎完全缺少动作、特性、属性、状态、结构、项目或结果。例如，“基本上不含”底部的结构将完全缺少底部或几乎完全缺少底部，以至于效果实际上与完全缺少底部相同。
60.类似地，如本文所用，术语“约”用于通过提供给定值可以是“略微高于”或“略微低于”数值范围端点，同时仍然完成与范围相关联的功能来提供对该端点的灵活性。
61.通过参照附图可以最好地理解本公开的实施方案，其中相同的部分可以由相同的标号表示。将容易理解的是，如本文附图中总体描述和说明的，所公开的实施方案的部件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对本公开的装置和方法的实施方案的详细描述并非旨在限制所要求保护的本公开范围，而是仅表示本公开的可能实施方案。另外，除非另有说明，否则方法的步骤不一定需要以任何特定顺序执行或者甚至顺序地执行，也不需要步骤仅被执行一次。现在将参照附图更详细地描述关于某些优选实施方案和实现方式的附加细节。
62.图1a和图1b描绘了根据一些实施方案的天线组件100，诸如例如，用于车辆的雷达天线组件。组件100被示出为包括三层，即天线体150，在一些实施方案中，该天线体可包括铸件，诸如包括锌或其他合适的优选金属材料的铸件。然而，在其他预期实施方案中，天线体150可替代或另外包括塑料或其他材料。在一些此类实施方案中，如果需要，可使用金属插件、涂层等。在典型的传感器组件(如先前所提及的，其可被具体地配置用于结合车辆使用)中，其他结构可与天线体/块150组合。例如，尽管本文公开的优选实施方案包括在单独层，即盖110中形成的狭槽102，但可以设想，在其他实施方案中，狭槽可替代地直接形成在天线体150内。因此，尽管在图1a和图1b的所描绘的实施方案中示出了三层，但是根据需要，
在功能等同的实施方案中可使用各种其他数量的层。另外，完整的雷达或其他传感器模块/组件的一些元件没有在本文描绘，以避免模糊本公开。
63.如图1b的分解图最佳所示，组件100包括形成在盖110中的辐射狭槽102的阵列。该阵列形成为彼此偏移的平行列。因此，列102a包括与列102b中的相邻槽102之间的空间相邻地定位的槽。替代/偏移列的图案可在整个阵列中重复，使得如图1b所示，来自正好在列102b右侧的阵列的狭槽可与来自列102a中的狭槽对准，依此类推。然而，如下文所述，可以设想，在其他实施方案中，狭槽102的阵列可包括彼此对准的列和/或行，而不是相对于相邻列和/或行偏移，如图1b所示。
64.天线体150包括多个突起部152。突起部152可用于控制位于其上方的辐射狭槽102的激发。更具体地，其可允许控制辐射狭槽激发的振幅和相位。
65.如狭槽102，突起部152被形成为呈具有偏移列的阵列。因此，突起部152的列152a偏离相邻列152b，依此类推。
66.在优选实施方案中，突起部152可具有与狭槽102相关连的一个或多个参数。因此，例如，优选地，突起部152具有相同的形状、基本上相同的形状或至少类似的形状。因此，在所描绘的实施方案中，突起部152具有与狭槽102匹配的细长的矩形形状。然而，可以设想，突起部152和狭槽102中的一者或两者可具有其他形状，诸如椭圆形、梯形、长方形等。
67.然而，优选地，狭槽102和突起部152中的一者或两者在一个方向上伸长以提供可识别的细长轴线。因此，例如，可以优选的是，避免圆形形状。
68.还可优选的是，突起部152相对于狭槽102具有相同或类似的尺寸。因此，尽管可以优选的是，他们具有相同的或至少基本上相同的尺寸(在一个或多个尺寸(诸如长度、宽度和/或面积/占地面积)的约
±
15％内)。然而，可以设想，在一些实施方案中，突起部152的长度、宽度和面积中的一者或多者
69.可为狭槽102的对应长度、宽度和/或面积的约50％至约150％之间。
70.作为另一优选匹配参数，优选地，大部分或全部突起部152直接或至少基本上直接在对应狭槽102下方定位。然而，可以设想，在一些实施方案中，每个突起部152的定位可相对于一个或多个(在一些情况下，每个)对应狭槽102略微移位(优选地在汽车应用中小于约0.5mm；对于其他应用，诸如使用大约30ghz频率的辐射的应用，例如，移位可为1mm或更多)。另外，尽管可以优选的是具有相等数量的突起部152作为狭槽102，但是可以设想，可省略一些突起部152。此外，在一些实施方案中，可完全省略突起部152。然而，当存在时，优选地，将足够数量的突起部152形成为使得存在相等数量的列和/或行的突起部152作为狭槽102的列和/或行。
71.优选地，当存在时，对于在76ghz至81ghz的频率范围内操作的汽车应用，突起部152的高度在约0.1mm和约0.4mm之间。然而，如本领域普通技术人员应理解的，突起部152的高度可根据所使用的电磁辐射的频率而变化。所使用的高度也可根据天线的期望使用而变化，这是由于突起部152的高度可用作控制辐射狭槽102的激发的振幅和/或相位的参数和/或可用于引导天线的主波瓣的偏斜、主波瓣的形状和/或侧波瓣和/或光栅波瓣的电平。突起部152的优选尺寸可使用3-d模拟软件(诸如hfss)来识别，并且可在各种模拟的结果当中进行选择或使用优化过程来选择。例如，本发明人已经发现，在图1a和图1b所示的实施方案中，偏斜角为约45度，并且频率为77ghz)，突起部152的尺寸为约1.8mm x 0.5mm x0.2mm
(0.2mm为高度)。然而，同样，特别是对于小偏斜角和/或接近视轴的方向，突起部可能是不必要的。尽管突起部152的顶部表面在所描绘的实施方案中示出为平坦的，但是还可以设想，在替代实施方案中，这些顶部表面可为尖的、倾斜的、粗糙的或以其他方式非平坦的。
72.可使用例如3-d模拟软件找到辐射狭槽102的期望尺寸。尽管狭槽102的位置优选地与突起部152的位置同步以使得其彼此对准，但是在x方向上的狭槽到狭槽距离(以及突起部到突起部距离)优选地是恒定的(尽管在其他预期实施方案中可为不均匀的，其可提供另一自由度以形成期望辐射图案)并且可从平行板波导波长的约四分之一到约全波长变化。此距离可以有效地影响偏斜角，并且因此可以是确定偏斜值的基本设计参数。在另一方向(图中的y方向)上的狭槽到狭槽距离(以及突起部到突起部距离)也优选地为恒定的，并且可为例如在下述内部波导155中传播的波的约一半波长。
73.天线体150还包括独立的馈送波导155，其可形成在体150内形成的隧道155内。沿波导155形成一系列馈送狭槽158，以允许电磁能量待从波导155引入在天线体150的上部表面和盖110的下部表面之间形成的平行板波导中。馈送狭槽158被布置成直线，并且优选地在波导155的定位的中心附近但不精确地沿该波导的中心(在沿波导155的细长轴线延伸的相对壁之间)沿波导155延伸。
74.应理解，尽管在所描绘的优选实施方案中，馈送波导155被形成为在实心波导体结构内延伸的隧道，但可以设想各种替代实施方案。例如，作为一种替代方案，馈送波导155可通过将两个单独层耦合在一起而形成。在此类实施方案中，这些层中的一个层可完全地形成馈送波导155，并且另一层可包含馈送狭槽158，或本文公开的或本领域普通技术人员以其他方式可获得的任何其他波导馈送结构。
75.另选地，前述层状结构的每个层可部分地形成馈送波导155。类似地，在其他替代实施方案中，馈送波导155可由相对行的柱而非实心壁形成。另外，相对于本文公开的此和任何其他实施方案，如果需要，pcb可形成波导的层，诸如底部层。
76.在所描绘的实施方案中，馈送狭槽158的数量等于突起部152的列数和辐射狭槽102的列数。然而，如从本文公开的所有实施方案的综述中将显而易见，这不必是所有预期实施方案的情况。另外，馈送狭槽的尺寸/占地面积可与突起部152和/或辐射狭槽102的尺寸/占地面积相同或至少基本上相同，但不必始终如此。
77.如图1b所示，同样优选的是，波导155与天线体150的外围边缘相邻地定位，而不是处于或接近中心。尽管存在内部波导155不与天线体150的外边缘相邻地定位的预期实施方案，但是认为如果进行此修改，则可能需要调整组件100的一些参数。
78.最后，如图1b所示，优选的是将所有突起部152和/或辐射狭槽102定位在馈送狭槽158的一侧上。然而，可以设想，在一些实施方案中，一个或多个突起部152和/或辐射狭槽102可以替代地定位在馈送狭槽158和/或波导155的相对侧上。然而，优选地，至少大部分辐射狭槽102和(当存在时)突起部152定位在波导155和/或馈送狭槽158的一侧上，这可通过将波导155与外围边缘相邻地放置来促进，如先前所提及的。因此，在优选实施方案中，至少90％的辐射狭槽102和/或突起部152仅定位在波导155和馈送狭槽158的一侧(图1b中的x方向)。
79.为了给限定在天线体150和盖110之间的平行板波导提供侧壁，可提供侧壁件140。
80.侧壁件140优选地包括具有打开中心的完整周边，以允许在天线体150的上部表面
和盖板110的下部表面之间有空间限制电磁能量，而不允许em
81.通过波导的侧面泄漏。然而，可以设想，在替代实施方案中，这些侧壁可为组件的另一层/件的一体式部分。例如，平行板波导可具有从盖110和/或天线体150一体地延伸的侧壁，而不是为这些侧壁提供单独层。还可以设想，在替代实施方案中，侧壁或本文描述的任何其他波导结构可使用一系列相邻柱而不是连续壁来形成。实际上，在替代实施方案中，本文公开的各种波导结构的任何侧壁可使用相邻柱而不是连续侧壁来形成。类似地，被描述为由相邻柱的行形成的任何结构都可用连续壁来代替。
82.在所描绘的实施方案中，侧壁件140包括一系列侧壁突起部142。侧壁突起部142是任选的，但是本发明人已经发现，对于某些类型的应用，其可提高性能。如图1b所示，侧壁突起部142可用于均衡平行板波导的相邻侧壁和相邻的一对辐射狭槽102和竖直突起部152之间的距离。因此，每个侧壁突起部142—在所描绘的实施方案中为细长矩形突起部，但是不需要在所有预期实施方案中—延伸到对应狭槽102/突起部152的相邻列中，该相邻列比相邻列更背离组件100的外边缘设置。同样，这允许每个最外狭槽102和/或突起部152到相邻平行板侧壁的距离相等，或至少基本上相等。
83.在优选实施方案中，由侧壁件140产生的平行板波导的侧壁的高度在约0.5mm和约1mm之间。尽管可以设想此尺寸可不同于优选范围，但是认为此范围为汽车雷达应用提供了最大的实用性。
84.图2a和图2b描绘了根据一些实施方案的天线组件200的另一示例。天线组件200同样包括三层，即天线体250和其之间限定平行板波导的盖板210、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁
85.的侧壁件240。侧壁件240同样包括多个侧壁突起部242。可以设想，此实施方案可用于与多波束天线组合。另选地，此实施方案可被看作完整天线的部分复制，其可更容易地在汽车工业中用于雷达感测。具体地，可以设想，完整天线可包括这些图的竖直突起部的阵列和辐射狭槽阵列以及图3a和图3b的实施方案。
86.另外，天线体250同样包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导255。一系列布置成行的馈送狭槽258沿波导255定位，以促进将电磁能量引入到平行板波导中。
87.然而，天线组件200与组件100的不同之处在于，竖直突起部252的列和对应辐射狭槽202没有交错。更具体地，天线组件100的辐射狭槽和竖直突起部的交错列已经被去除。侧壁突起部242与每列辐射狭槽202和竖直突起部252对准。因此，最左边的侧壁突起部242与辐射狭槽202的列202a和突起部252的列252a对准。相邻突起部242与辐射狭槽202的列202b和突起部252的列252b对准，依此类推。
88.这些元件中的每个元件的各种参数可如先前所描述的那样变化。例如，尽管狭槽202的数量、尺寸和放置与突起部252完全匹配，但是这些参数中的一个或多个参数可如先前结合组件100所描述的那样变化。
89.图3a和图3b描绘了根据一些实施方案的天线组件300的又一示例。天线组件300同样包括三层，即天线体350和在其间限定平行板波导的盖板310，、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件340。如上文所提及的，可以设想，此实施方案可用于与多波束天线组合。另选地，此实施方案可被看作完整天线的部分复制，其可更容易地在汽车工业中用
于雷达感测。具体地，
90.可以设想，完整天线可包括这些图的竖直突起部的阵列和辐射狭槽阵列以及图2a和图2b的实施方案。
91.侧壁件340同样包括多个侧壁突起部342。然而，不同于组件200的侧壁件240，侧壁突起部342在竖直突起部352的每对相邻列352a/352b等之间延伸，并且因为辐射狭槽302与突起部352、所以辐射狭槽302的每对相邻列302a/302b等对准。
92.类似于先前所描绘的实施方案，天线体350包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导355。另外，一系列布置成行的馈送狭槽358沿波导355定位，以促进电磁能量引入到由层310、340和350共同限定的平行板波导中。
93.图4a至图4c示出了本文公开的一些实施方案的操作原理中的一个操作原理。这些图中的每个图都描绘了相邻独立的波导455a的辐射狭槽402和馈送狭槽458a的相对放置。可通过交错图4b和图4c所示的结构来生成图4a所描绘的布置。尽管为了确保公开操作原理的清晰性，在这些图中没有示出本文描述的各种其他结构，诸如竖直突起部，但是应理解，可根据需要添加或省略此类结构。另外，尽管发明人公开了所描绘的结构的预期操作原理，但是此公开不应被看作受理论限制。
94.图4a描绘了一系列间隔开的进给狭槽458a，这些进给狭槽用交替的相位激励，即0，π，0，π，
…
，0，π，使得任何一对相邻进给狭槽458a都被相差激励。当来自内部波导455a的短接端的入射波和反射波形成驻波时，发生此类激发。然而，如果馈送波导足够长，尽管可能不具有驻波，但仍可能以同样的方式激励狭槽。馈送狭槽458a优选地彼此分开约λ
wg
/2的距离，其中λ
wg
是波导455a中的波长。波导455a中的波长可由波导的尺寸来确定，并且可使用本领域普通技术人员可获得的波导公式来计算。
95.图4a还描绘了形成为移行402a/402b等的辐射狭槽402的阵列。还可看到侧壁/水平突起部442a(分别为图4b和图4c中的442b和442c)在辐射狭槽402的相邻列之间延伸，使得从外辐射狭槽402到侧壁边缘的距离逐列一致。
96.相同列中的相邻辐射狭槽402之间的距离在图4a至图4c中被示出为d。鉴于辐射狭槽402的相邻列在图4a中交错，则到相同列中相邻辐射狭槽402之间的中点的距离，或一行中的辐射狭槽402和相邻交错列中的辐射狭槽之间沿“x轴”(图4a中的竖直方向)的距离被示出为d/2。
97.考虑由距离d分开的一列等距辐射狭槽402，狭槽到狭槽相位差将是(2π-d)/(λ
p-p
)，其中λ
p-p
是平行板波导中的波长。考虑到传播的tm0模式和小损耗，λ
p-p
可接近λ
0-自由空间中的波长。
98.根据d，在x方向上的狭槽激发的逐渐变化的相位将决定对应天线辐射图案的主波瓣角度，即“偏斜角”。
99.利用足够大的d(例如，d》0.5λ0)，辐射狭槽402的列的辐射图案将具有与主波瓣相当的大的光栅波瓣。然而，如果使用两个相邻列的辐射狭槽402而不是单个列，则可抑制光栅波瓣；并且如果一列在x方向上相对于另一列移位距离d/2，以提供辐射狭槽的偏移列，如先前所描述的。
100.一方面，考虑当d接近λ0时的特殊情况，将一列辐射狭槽402移位d/2，将向相差激励列添加π弧度相位差，从而均衡相邻列中的相位。另一方面，在由两个相邻行形成的复合
阵列中，在x方向上的狭槽到狭槽距离减小，并且仅为d/2。同样，在不受理论限制的情况下，认为这解释了为什么两列偏移辐射狭槽402的阵列将有效地辐射，并且与单个列的此类辐射狭槽402相比具有减少的光栅波瓣。
101.以下示例考虑了当d不一定接近λ0时的更一般的情况。两个相邻列的辐射图案为
102.|f2(θ)|＝|f1(θ)||af(θ)|，其中：
103.|f1(θ)|是单个列的辐射图案的绝对值；
104.|f2(θ)|是两个相邻列的辐射图案的绝对值；
105.|af(θ)|是两个相邻列的阵列因子的绝对值；并且|af(θ)|＝|exp(-jπd/λ0106.sin(θ))+exp(-jπd/λ
0-jπ)|
107.计算示出|f2(θ)|将具有充分减小的光栅波瓣，因为其将被阵列因子|af(θ)|抑制。
108.因此，图4a中的结构表示偏斜波束天线，其波束指向由d的值确定的方向，并且具有抑制的光栅波瓣。图4a中的天线包括狭槽402的相邻列(列402a、402b等)，其中一个相对于另一个移位d/2，并以重复步长λ
wg
/2在y方向上重复。另选地，图4a中的天线是通过交错图4b和图4c中的狭槽阵列获得的天线，使得区在x方向上移位d/2。因此，图4b和图4c中的天线中的每个天线将具有大的光栅波瓣，而图4a的交错天线将具有相对减小的光栅波瓣。在这种情况下，上述等式中的|f1(θ)|将具有图4b和图4c中描绘的结构的辐射图案的绝对值的含义，这被看作基本上相同的。这些实施方案的更完整的细节示于图2a至图3b中。
109.图5是示出简化模型的示意图，其中辐射狭槽的列由理想的各向同性辐射器代替。该两列辐射器由相位不一致的波源通电，使得辐射器到辐射器相位差为2πd/λ0，并且振幅假定相等。相邻列的辐射器同样相对于彼此移位d/2。在图16a至图16d中示出了根据上面提供的假设从此图计算辐射图案的结果，并且将在以下更详细地讨论。
110.图6a和图6b示出了天线组件600的又一其他实施方案。天线组件600同样包括三层，即天线体650、在其间限定平行板波导的盖板610、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件640。
111.如图6b所示，侧壁件640缺少先前所描绘的实施方案中所示的侧壁突起部。因此，侧壁件640单独存在，以便限定盖板610和天线体650之间限定的平行板波导的侧壁。然而，如先前所提及的，如果需要，侧壁可由组件的其他件中的任一者或两者限定，而不是由所示的单独层限定。
112.如图6b还示出的，盖板610包括辐射狭槽602的阵列，这些辐射狭槽被布置成相对于彼此交错或移位的列。因此，列602b包括移位的狭槽602，以便位于列602a中相邻狭槽602之间沿x轴的位置，依此类推。
113.类似于先前所描绘的实施方案，天线体650包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导655。然而，不是沿波导655提供一系列馈送狭槽，而是沿波导655提供单个细长狭槽658，以促进将电磁能量引入到由层610、640和650共同限定的平行板波导中。
114.天线体650还包括延伸到前述平行板波导中的多个竖直突起部652。如辐射狭槽602，突起部652以交错阵列布置，其中每列突起部652相对于突起部652的每个相邻列移位，优选地使得一列(例如652b)中的突起部652相对于每个相邻列(例如652a)沿x轴移位，从而
处于或接近相邻列中的相邻突起部652之间的中点。
115.图7a和图7b中描绘了天线组件700的又一实施方案。如图7b所示，天线组件700同样包括三层，即天线体750、在其间限定平行板波导的盖板710，、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件740。
116.如组件600，组件700的侧壁件740缺少侧壁突起部。如图7b所示，盖板710同样包括辐射狭槽702的阵列，这些辐射狭槽被布置成相对于彼此交错或移位的列702a、702b等。
117.类似于先前所描绘的实施方案，天线体750包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导755。类似于组件600，组件700的波导755包括单个细长狭槽758，其被配置为促进将电磁能量引入到由层710、740和750共同限定的平行板波导中。
118.天线体750还包括延伸到前述平行板波导中的多个竖直突起部752。如辐射狭槽702，突起部752以交错阵列布置，其中每列突起部752相对于突起部752的每个相邻列移位，优选地使得一列(例如752b)中的突起部752相对于每个相邻列(例如752a)沿x轴移位，从而处于或接近相邻列中沿x轴的相邻突起部752之间的中点。
119.然而，天线体750与先前实施方案中描绘的实施方案的不同之处在于，突起部752中的一些突起部连同其对应的辐射狭槽702定位在馈送狭槽758的相对侧上。在所描绘的实施方案中，每隔一列的一个突起部752定位在馈送狭槽758的一侧上，并且其余的突起部752都定位在馈送狭槽758的上方或另一侧上。然而，如本领域普通技术人员应理解的，多种替代方案是可能的。例如，尽管对于某些应用来说可优选的是，大部分狭槽和突起部仅定位在馈送狭槽和/或独立的波导的一侧上，但是对于某些目的来说，将附加突起部752和/或辐射狭槽702定位在波导755和/或馈送狭槽758的“下方”(从附图的角度来看)可能是有用的。为了实现这一点，
120.在一些实施方案中，波导755可沿x轴向上移位到天线体750内更中心的位置。此实施方案还示出了辐射狭槽和/或竖直突起部的列和/或行的数量可为奇数而不是偶数的事实。
121.根据其他实施方案的另一天线组件800在图8a和图8b中描绘。如图8b所示，天线组件800同样包括天线体850、在其间限定平行板波导的盖板810、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件840。侧壁件840包括一系列水平突起部842，其数量等于天线体850上的竖直突起部852的数量。
122.如图8b还示出的，盖板810同样包括辐射狭槽802的阵列，这些辐射狭槽被布置成相对于彼此交错或移位的列802a、802b等。值得注意的是，在此实施方案中，辐射狭槽802的数量是竖直突起部852的数量的两倍(但是在替代实施方案中不需要精确地是两倍；至少基本上两倍，例如在一些实施方案中在约180％和约220％之间)。更具体地，在竖直突起部852的每对相邻列(852a、852b等)之间定位有附加交错列的辐射狭槽802，在此实施方案中，其本身并不交错。当然，如果期望更高的天线增益，则辐射狭槽802的数量可多于竖直突起部852数量的两倍。认为辐射狭槽802的数量可根据需要增加，以提供天线增益的增加，但是对于某些应用，沿x轴的增加可能比沿y轴的增加更有限。还应理解，在图8a和图8b的实施方案的变型中，如果需要，竖直突起部852的数量可增加，以匹配或几乎匹配辐射狭槽802的数量。
123.另外，如先前所描述的，在替代实施方案中，还可以设想，竖直突起部852可被形成
为呈交错列。还应该注意，辐射狭槽802的列数通常等于上述实施方案中的竖直突起部852的列数，
124.然而，在替代实施方案中，可排除一些竖直突起部，或甚至可排除整列竖直突起部，如图8b所示。
125.天线体850同样包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导855。
126.波导855包括延伸一行的多个间隔开的馈送狭槽858，槽858被配置为促进将电磁能量引入到由层810、840和850共同限定的平行板波导中。
127.天线组件800示出了具有限定波束偏斜的高增益天线的可能实施方案。辐射狭槽802布置成16列，每列4个狭槽。此天线的模拟增益为21db，其中偏斜角为45度。
128.根据其他实施方案的又一其他天线组件900在图9a和图9b中描绘。天线组件900同样包括天线体950、在其间限定平行板波导的盖板910、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件940。侧壁件940缺少水平突起部。
129.如图9b所示，盖板910同样包括辐射狭槽902的阵列，这些辐射狭槽被布置成相对于彼此交错或移位的列902a、902b等。不同于盖板810，辐射狭槽902的数量等于(但在其他实施方案中可基本上等于
–
诸如在10％以内)天线体950上的竖直突起部952的数量，这些竖直突起部本身以交错的列952a、952b等布置，如先前所描述的。然而，在此实施方案中，辐射狭槽902不需要为交错的，并且如先前所提及的，可省略突起部952。因此，在此实施方案中，突起部952a和952b以及狭槽902a和902b可交错或不交错。如果交错，其可交错小于d/2距离；其可沿x方向交错与从馈送狭槽958a到馈送狭槽958b的距离几乎相同的距离。
130.天线体950包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导955。然而，波导955与所有先前所描绘的实施方案的不同之处在于，其包括在两个相邻的交错行中延伸的多个间隔开的馈送狭槽958。更具体地，馈送狭槽958的第一行958a沿波导955延伸，并且包括与竖直突起部952的每隔一列对准的馈送狭槽958。类似地，馈送狭槽958的第二行958b沿波导955延伸，该波导沿x轴与行958a间隔开，并且包括与竖直突起部952的每隔一列对准的馈送狭槽958(竖直突起部952的列在列958a中缺少对应的相邻馈送狭槽958)。还值得注意的是，馈送狭槽958的行958a与波导955的第一侧壁相邻地定位，并且馈送狭槽958的行958b与波导955的与前述第一侧壁相对的第二侧壁相邻地定位。应该注意，列958a和958b位于波导955中心线的相对侧上。
131.因为馈送狭槽958相对于波导中心线布置在波导955的相对侧上，所以其被同相激励，假设沿y轴的狭槽到狭槽距离优选地为λ
wg
/2。由馈送狭槽958a和958b之间沿x轴的距离引起的附加相位差可通过将竖直突起部952a和952b与辐射狭槽902a和902b交错相同的距离来补偿。此布置允许在控制辐射狭槽902的相位方面有附加的灵活性。
132.根据其他实施方案的又一天线组件1000在图10a和图10b中描绘。天线组件1000同样包括天线体1050、在其间限定平行板波导的盖板1010、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件1040。侧壁件1040也缺少水平突起部。
133.如图10b所示，盖板1010同样包括辐射狭槽1002的阵列，这些辐射狭槽被布置成列1002a、1002b等。每列辐射狭槽1002a和1002b将被同相激励。因此，尽管图10b示出了交错的辐射狭槽1002，但是此实施方案不一定需要交错的辐射狭槽1002a和1002b。然而，如果需
要，相邻列的辐射狭槽1002a和1002b的附加相位可通过使这些列相对于彼此交错(移位)来实现。
134.天线体1050同样包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的波导1055。
135.然而，波导1055与所有先前所描绘的实施方案的不同之处在于其为“波状的”。换句话说，波导1055由至少部分地以类似于正弦波的方式一起来回弯曲或曲折的侧壁限定。当然，可以设想其他实施方案，其中曲折可由尖角和直线而不是曲线来限定。单个馈送狭槽1058沿波导1055延伸，优选地在中心或至少相对中心的位置，使得馈送狭槽1058穿过波导1055的“波状”中心线。“波状”波导1055的假想中心线也是“波状”的，并且位于波导1055的“波状”内壁之间的中间。
136.在一些实施方案中，波导1055的峰和谷可与相邻辐射狭槽1002和/或突起部的定位对准，或至少基本上对应。当然，波导1055的峰/谷与辐射狭槽1002和/或突起部的此对准不必是所有预期实施方案的一部分。
137.还值得注意的是，“波状”波导可为周期为λ
wg
的周期性地弯曲或以其他方式弯曲的波导。例如，其可为具有由等式x＝a sin(2πy/λ
wg
+φ)描述的“波状”中心线的波导。优选地由距离λ
wg
/2分开的馈送狭槽的部分(或单个馈送狭槽)将被同相激励，因为其中断了波导1055“波状”中心线的相对侧上的电流。这可通过考虑矩形波导中的表面电流分布来验证。因此，每列辐射狭槽将被同相激励。如先前所描述的，相邻列的辐射狭槽的附加相位可通过使这些列相对于彼此移位来实现。
138.在图11a和图11b的天线组件1100中提供了各种优选实施方案的另外替代结构。天线组件1100同样包括天线体1150、在其间限定平行板波导的盖板1110、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁
139.的侧壁件1140。侧壁件1140缺少水平突起部。
140.如图11b所示，盖板1110同样包括辐射狭槽1102的阵列，这些辐射狭槽被布置成列1102a、1102b等。如先前实施方案所指出的，如果期望附加的相移，其可相对于彼此交错或移位。辐射狭槽1102的数量等于(但在其他实施方案中可基本上等于)天线体1150上的竖直突起部1152的数量，这些竖直突起部本身也交错成列1152a、1152b等，如先前所描述的。
141.天线体1150同样包括邻近其一侧延伸的细长狭槽或隧道，以在其中限定独立的馈送波导1155。波导1155在形状和定位上可类似于本文公开的各种其他实施方案。然而，馈送狭槽1158与所有先前所描述的实施方案的不同之处在于其为“波状的”。换句话说，馈送狭槽1158至少部分地以类似于正弦波的方式来回弯曲或曲折。当然，可以设想其他实施方案，其中曲折可由尖角和直线而不是曲线来限定。
142.在所描绘的实施方案中，曲折至少部分地对应于相邻突起部1152和辐射狭槽1102的放置。馈送狭槽1158的每个峰和谷可与对应列的突起部1152和辐射狭槽1102相邻地定位(然而，在替代实施方案中，其可从此位置沿y轴移位)，并且馈送狭槽1158的峰和谷的数量等于突起部1152的列的数量(或辐射狭槽1102的列的数量)。当然，在所有预期实施方案中，不需要这种精确的情况，但是可以是优选的。
143.值得一提的是，“波状”馈送狭槽的峰和谷位于波导1155的中心线的相对侧上，在此实施方案中，该波导本身是直的。由于沿y轴的相邻峰和谷之间的距离基本上为λ＝wg/2，
所以其将被同相激发。尽管峰和谷被同相激励，但是可期望辐射狭槽1102a和1102b以及对应竖直突起部1152a和1152b的交错。
144.交错允许补偿由于沿x轴从峰和从谷到适当的辐射狭槽1101a和1102b的不同行进距离而引起的相位差。此实施方案中天线的操作类似于图9a和图9b中所描绘的操作。
145.图12a至图12c中描绘了天线组件1200的又一示例。天线组件1200同样包括天线体1250、在其间限定平行板波导的盖板1210、以及定位在其间以限定平行板波导的侧壁的侧壁件1240。天线组件还包括底部帽或板1270。因此，应理解，天线体1250中的波导1255可为在其中完全独立的，如先前所描述的，或可由两层限定，如图12a和图12b所示。
146.如图12c所示，盖板1210同样包括以非交错的列布置的细长辐射狭槽1202的阵列。因为天线组件1200缺少竖直突起部(和水平)突起部，所以在图12c中仅描绘了组件的各个层的下部侧。
147.天线体1250同样包括在其中限定波导1255的细长狭槽或隧道。如先前所描述的，波导1255是“波状”或曲折的。然而，不同于先前所描绘的实施方案，波导1255沿天线体1250的中心部分定位。天线组件1200因此可被看作是“视轴”天线组件。换句话说，不同于先前实施方案，天线组件1200没有被具体地配置为提供偏斜波束。
148.直馈送狭槽1258沿波导1255的中心区域延伸。如先前所提及的，此馈送狭槽1258允许电磁能量注入由天线体1250、盖1210和侧壁件1240形成的平行板波导中。
149.图13a至图13d中描绘了另一天线组件1300。天线组件1300同样包括天线体1350和在其间限定平行板波导的盖板1310。然而，平行板波导的侧壁从盖板1310的外围边缘延伸，而不是提供单独的侧壁件/层。
150.如图13b所示，盖板1310同样包括以非交错的列布置的细长辐射狭槽1302的阵列。不同于任何前述实施方案，盖板1310还包括沿较小狭槽1302的阵列的一侧延伸的单个细长狭槽1304。在不受理论限制的情况下，认为此更长的狭槽1304提供了另一个自由度以形成波束图案并减少不想要的辐射。据信，狭槽1304在不同的频率下操作，并且可用于在期望的角度上取消不想要的光栅波瓣，并且因此可减少与相邻天线的耦合。此更长的狭槽1304的位置、尺寸和放置将根据辐射图案的应用和期望特性而变化。还可以设想，在替代实施方案中，狭槽1304可被分成沿线延伸的多个更小的狭槽，或当然可完全省略。可以设想，在此类实施方案中，多个较小的狭槽中的每个狭槽可基本上比辐射狭槽阵列的狭槽1302长。
151.天线体1350同样包括在其中限定波导1355的细长狭槽或隧道。如先前所描述的，波导1355是“波状”或曲折的。波导1355也被定位成背离天线体1350的中心移位。然而，由于本文描述的各种特征的存在，天线组件1300可被看作“偏斜”天线组件。换句话说，天线组件1300被配置为提供偏斜波束，并且其特征的各种参数可用于根据需要引导偏斜波束。
152.直馈送狭槽1358沿或靠近波导1355的中心区域延伸。如先前所提及的，此馈送狭槽1358允许电磁能量注入平行板波导中。
153.显著的，天线组件1300以一系列突出脊1352的形式提供了另一个独特的特征，这些突出脊沿形成平行板波导的天线体1350的表面以直线形成阵列。这些脊1352可提供与以上结合若干实施方案描述的竖直突起部类似但不相同的效果。认为脊1352可跟随平行板波导的腔内部的电场分布。
154.因此，如果需要，脊1352可用作用于减少光栅波瓣的附加参数。
155.图14a和图14b中描绘了又一天线组件1400。
156.天线组件1400包括三层，即天线体1450、侧壁件1440和盖板1410。
157.此实施方案存在几个值得指出的值得注意的方面。首先，盖板1410同样包括细长的辐射狭槽1402的阵列，这些辐射狭槽以交错列1402a、1402b等布置。然而，狭槽1402在形状上是卵形或椭圆形的，这不同于先前实施方案的具有圆角的更矩形的狭槽(其不需要在所有预期实施方案中是圆形的)。另外，天线体1450同样包括在其中限定波导1455的细长狭槽或隧道。波导1455也沿天线体1450的中心定位，并且应该被看作本发明的“视轴”实施方案，如先前所描述的。直馈送狭槽1458沿或靠近波导1455的中心区域延伸以促进将电磁能量注入平行板波导中。
158.图15a和图15b中描绘了天线组件1500的另一实施方案。天线组件1500包括四层，即天线体1550、在其间限定平行板波导的盖板1510、限定平行板波导侧壁的侧壁件1540和底部板1570。如先前所提及的，层数可根据这些图中所示的具体实施方案的需要而变化。
159.如图15b所示，盖板1510同样包括以非交错的列布置的细长辐射狭槽1502的阵列。然而，不同于任何先前实施方案，盖板1510包括辐射狭槽1502，其长度从盖板1510的一侧到相对侧增加。更具体地，狭槽1502在最靠近电磁辐射从狭槽1558接收到平行板波导的一侧的一侧上最大。狭槽1502的长度在沿x轴背离狭槽1558延伸的每一行中逐渐增加。认为此特征将促进更好和更有效地控制跨该结构的辐射能量，因为腔内部的电场衰减将随着背离馈送狭槽而变大。在优选实施方案中，辐射狭槽1502的长度可从一侧到另一侧在约10％至约30％之间增加，或在其他实施方案中，从一侧到另一侧在约2％至约15％之间增加，优选地但不是必须地以如图15b所描绘的渐进方式增加。然而，此范围可取决于狭槽列的数量，并且因此取决于下面的腔/波导的尺寸。很可能腔/波导或狭槽列的数量越长，长度的增加就越小。同样，在本文公开的任何实施方案中，可提供不同长度的辐射狭槽。最后，值得注意的是，辐射狭槽1502的长度也可沿y方向变化(例如，随着背离辐射狭槽阵列的几何中心而减小或增大)。
160.天线体1550同样包括在其中限定波导1555的细长狭槽或隧道。如先前所描述的，波导1555是“波状”或曲折的，并且邻近于天线体1550的侧壁延伸。天线组件1500应该被看作被配置为提供偏斜波束的“偏斜”天线组件，并且其特征的各种参数可被用来根据需要引导偏斜波束。直馈送狭槽1558沿或靠近波导1555的中心区域延伸以用于将电磁能量引入平行板波导中。
161.图16a和图16b中描绘了天线组件1600的又一实施方案。天线组件1600包括五层，即，限定波状馈送波导1658的末端开放的天线体1650、限定被配置为从馈送波导1658接收电磁能量和/或向该馈送波导递送电磁能量的直馈送狭槽1658的馈送狭槽层1645、限定辐射狭槽1602阵列并部分地限定平行板波导的盖板1610、限定平行板波导的侧壁的侧壁件1640、以及底部板1670。如先前所提及的，层数可根据这些图中所示的具体实施方案的需要而变化。
162.如图16b所示，盖板1610同样包括以非交错的列1602a、1602b等布置的细长辐射狭槽1602的阵列。如贯穿本公开所提及的，可以设想替代实施方案，
163.其中辐射狭槽1602可替代地被形成为呈交错列和/或行。
164.组件1600的两个附加方面值得注意。首先，不同于先前实施方案，组件1600包括“中心馈送”的馈送波导1658。换句话说，波导1658通过馈送开口1656在波导的中心处或附近馈送，而不是如先前实施方案那样在末端馈送。此馈送配置优选地位于或至少基本上位于天线的相位中心，这可确保或至少促进实际上的视轴辐射。
165.图16b的天线的中心馈送机制可促进将功率分配到左右两侧。因此，与先前所描绘的边缘或末端馈送实施方案相比，电磁波行进了一半的距离。因此，em场衰减较少，并且从而提供更有效的狭槽激发。边缘馈送天线也更分散，并且这可从仰角模式(图中的y轴)看出，其随频率而偏斜。因此，中心馈送的实施方案更具宽带。
166.边缘馈送波导天线的另一个潜在益处或区别在于，中心馈送实施方案在mimo阵列配置中的放置或定位方面可具有不同的灵活性。
167.如图16b所示，优选地，馈送开口/结1656以垂直角度延伸到馈送波导1655中，尽管可以设想该角度不需要精确垂直，并且因此优选实施方案可包括至少基本上垂直于馈送波导的馈送结。
168.还值得注意的是，组件1600包括单独层1645，在该层内形成了进入平行板波导的馈送狭槽1658。当然，此特征可应用于任何先前实施方案。类似地，在图16a和图16b所示的具体实施方案的替代实施方案中，中心馈送波导可另选地形成在与狭槽1658相同的层/结构中。
169.图17a至图17i示出了辐射狭槽和/或竖直突起部的多种可能的替代配置(尽管在这些图中仅描绘了辐射狭槽，但是可以设想，任何这些配置也可或可另选地应用于贯穿本公开提及的竖直突起部)。这些配置可导致狭槽/突起部的主/细长轴线相对于底层馈送狭槽(这些图中未示出)成角度。这些阵列配置可用于提供附加的自由度和/或减少侧波瓣。
170.图17a描绘了包括辐射狭槽1702a阵列的天线1700a的上部平面图，如先前所提及的，每个辐射狭槽相对于其形成于内的天线结构和/或底层的一个或多个馈送狭槽成角度。在一些实施方案中，此角度可在约5度和约15度之间。如图所示，辐射狭槽1702a也可形成为呈交错列，或非交错列。
171.图17b描绘了另一天线1700b的上部平面图，该天线包括布置成列的辐射狭槽1702b的阵列，每个辐射狭槽相对于相邻列沿相反方向成角度。优选地，相对于其形成于内的天线结构和/或底层的一个或多个馈送狭槽的一行的旋转角度与相邻的一列或多列的相对旋转角度相同，或至少基本上相同。
172.图17c描绘了又一其他天线1700c的上部平面图，该天线包括布置成列的辐射狭槽1702c的阵列，每个辐射狭槽相对于相邻列的狭槽1702c在相同方向上逐渐成角度。在一些实施方案中，可以使用旋转的增量角度，使得狭槽1702c的每列相对于沿阵列的相同方向上的相邻列旋转相同的角度，或至少基本上相同的角度。
173.图17d描绘了又一天线1700d的上部平面图，该天线包括布置成列的辐射狭槽1702d的阵列，当该阵列从一列前进到下一列时，这些列在一个方向上旋转，并且然后在另一个方向上返回。在所描绘的实施方案中，狭槽1702d被布置成每隔一列重复的列或对。然而，在所有实施方案中，不需要这种情况。例如，如果需要，狭槽1702d可在多个步骤中沿一个方向逐渐旋转，并且然后沿相反方向返回。
174.图17e描绘了又一天线1700e的上部平面图，该天线包括成对布置的辐射狭槽1702e的阵列，这些狭槽彼此垂直定位，并且其均相对于其形成于内的天线结构和/或底层
的一个或多个馈送狭槽成角度。当然，可以设想，在一些实施方案中，该角度不需要精确垂直。相反，该角度可至少基本上垂直，或非垂直。
175.图17f描绘了又一天线1700f的上部平面图，该天线包括以彼此垂直或至少基本上垂直的列布置的辐射狭槽1702f的阵列。然而，另外，并且不同于天线1700e，一组狭槽列1702f也与其形成于内的天线结构和/或底层的一个或多个馈送狭槽对准或至少基本上对准，并且另一组狭槽列1702f垂直于或至少基本上垂直于这些结构中的一个或两个结构。
176.图17g描绘了包括辐射狭槽1702g的天线1700g，该辐射狭槽由形成为加号形状的交叉狭槽部分形成。尽管在所描绘的实施方案中，这些狭槽部分彼此垂直，但是在替代实施方案中，其可以彼此非垂直的角度延伸。
177.图17h还描绘了包括辐射狭槽1702h的天线1700h，该辐射狭槽由形成为加号形状的交叉狭槽部分形成。然而，不同于天线1700g，这些狭槽部分相对于其形成于内的天线结构和/或底层的一个或多个馈送狭槽以锐角延伸。
178.最后，图17i描绘了包括成对或成列形成的辐射狭槽1702i的天线1700i，其中一列的每个狭槽1702i具有与相邻列或多列的狭槽1702i不同的长度。另外，狭槽1702i形成为垂直于(但在其他实施方案中可基本垂直于)其形成于内的天线结构和/或底层的一个或多个馈送狭槽。
179.还应理解，尽管图17a至图17i的实施方案的辐射狭槽以矩形狭槽的形式示出，但是这些槽中的任何一个，或本文公开的任何其他实施方案中的任何一个狭槽，可替代地为其他形状，诸如圆形、卵形或椭圆形。
180.图18a至图18d是示出基于图5所示的简化模型的计算结果的曲线图。这些曲线图示出了对于辐射图案的主波瓣的不同方向的光栅波瓣抑制。更具体地，这些图示出了函数的行为：f1-单个天线，即单个列；af-阵列因子；和f2-两个天线，即两列。每个函数都用db表示，并归一化到其最大值。
181.这些图还示出了，当d/λ0＝0.5时，主波瓣指向接近-90度的方向
‑“
端射”情况。类似地，当d/λ0＝0.574时，主波瓣指向～-45度；当d/λ0＝0.7时，在～-25度；并且当d/λ0＝1，在～0度处。
182.后一种情况(d/λ0＝1，当主波瓣指向～0度，即视轴情况)是偏斜天线的特殊情况。在图16a至图16d所示的所有情况下，光栅波瓣被阵列因子af深度抑制。
183.然而，应该注意，图5的模型是简化的，并且没有考虑：侧壁内表面的边界条件、竖直突起部的影响、辐射狭槽的尺寸以及平行板波导中的辐射损耗。其示出了主波束的偏斜控制和光栅波瓣抑制的机制。
184.如本领域普通技术人员应理解的，并入本文所述的结构的天线/波导/传感器组件还可包括pcb或其他电磁产生元件，可从该pcb或其他电磁产生元件产生电磁波以馈送一个或多个波导结构。这些元件可以在单独层中提供，或者可另选地，可以在同一层中提供。
185.还应理解，虽然优选实施方案可以与车辆传感器诸如车辆雷达模块等结合使用，但是本文公开的原理可以用于各种其他上下文中，诸如其他类型的雷达组件，包括航空、航海、科学应用、军事和电子战争中使用的此类组件。其他示例包括点对点无线链路、卫星通信天线、其他无线技术，诸如5g无线以及高频测试和科学仪器。因此，本文公开的原理可以应用于任何期望通信子系统和/或高性能感测和/或成像系统，包括医学成像、安全成像和
远距离检测、汽车和机载雷达和增强被动辐射计，用于从太空的地球观察和气候监测。
186.已经参照各种实施方案和实现方式描述了前述说明书。然而，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的部件可以根据特定应用或考虑与系统操作相关联的任何数量的成本功能而以各种方式实现。因此，步骤中的任何一个或多个可以删除、修改或与其他步骤组合。此外，本公开应被视为说明性而非限制性意义，并且所有这些修改旨在包括在其范围内。同样，以上已经关于各种实施方案描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能使得任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何(多个)元件不应被解释为关键、必需或必要的特征或元件。
187.本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施方案的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应当仅由以下权利要求书确定。

技术特征：
1.一种雷达车辆天线，包括：馈送波导，所述馈送波导包括一个或多个进给狭槽；平行板波导，所述平行板波导与所述馈送波导能够操作地耦合，使得所述馈送波导的所述一个或多个进给狭槽中的每个进给狭槽被配置为将电磁能量注入所述平行板波导中；和多个辐射狭槽，所述多个辐射狭槽被形成为呈背离所述馈送波导延伸的多个列，以将所述电磁能量递送出天线组件。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述天线组件被配置为从所述平行板波导的视轴方向以一个或多个预先确定的角度的预先确定的波束偏斜来递送来自所述天线组件的所述电磁能量。3.根据权利要求1所述的天线，其中所述多列辐射狭槽中的每列辐射狭槽相对于相邻列辐射狭槽移位。4.根据权利要求1所述的天线，还包括在所述平行板波导的表面上形成的与所述多个辐射狭槽相对的多个突起部。5.根据权利要求4所述的天线，其中所述多个突起部中的每个突起部均为细长的，并且其中所述多个辐射狭槽中的每个辐射狭槽均为细长的，所述每个辐射狭槽的形状至少基本上与所述多个突起部中的每个突起部的剖面形状相匹配。6.根据权利要求1所述的天线，其中所述平行板波导由天线体和耦合到所述天线体的盖板限定，并且其中所述平行板波导还由定位在所述天线体和所述盖板之间的侧壁件限定。7.根据权利要求6所述的天线，其中所述平行板波导的至少一部分由印刷电路板限定。8.一种车辆天线组件，包括：天线体，所述天线体包括：馈送波导，所述馈送波导至少部分地由所述天线体限定并沿细长轴线延伸；和一个或多个进给狭槽，所述一个或多个进给狭槽延伸到所述馈送波导中；盖板，所述盖板耦合到所述天线体，以在所述盖板和所述天线体的表面之间限定平行板波导，所述一个或多个进给狭槽定位在所述平行板波导中；和多个辐射狭槽，所述多个辐射狭槽被形成为呈多个列，其中所述多个列中的每一列在至少基本上垂直于所述馈送波导的所述细长轴线的方向上延伸。9.根据权利要求8所述的车辆天线组件，还包括在所述天线体和所述盖板之间延伸的多个侧壁，以限定所述平行板波导的高度。10.根据权利要求9所述的车辆天线组件，其中所述多个侧壁中的每个侧壁由定位在所述天线体和所述盖板之间的侧壁件限定。11.根据权利要求9所述的车辆天线组件，其中所述多个侧壁中的每个侧壁从所述盖板一体地延伸作为所述盖板的一部分，并且其中所述馈送波导由在其间限定所述馈送波导的相邻柱的相对行形成。12.根据权利要求8所述的车辆天线组件，还包括从所述天线体的与所述多个辐射狭槽相对的表面延伸的多个细长突起部。13.根据权利要求12所述的车辆天线组件，其中所述多个细长突起部的至少一个子集
中的每个细长突起部定位在对应辐射狭槽下方。14.一种车辆传感器组件，包括：第一波导，所述第一波导限定在天线体的第一层内；第二波导，所述第二波导至少部分地由所述第一层限定；一个或多个细长的进给狭槽，所述一个或多个细长的进给狭槽沿所述第一波导的轴线延伸，并且被配置为将电磁能量从所述第一波导递送到所述第二波导；多个细长突起部，所述多个细长突起部沿至少部分地限定所述第二波导的所述天线体的表面形成；和多个辐射狭槽，所述多个辐射狭槽被形成在所述天线体内，并且被配置为将电磁辐射从所述第二波导递送到所述天线体的外部。15.根据权利要求14所述的车辆传感器组件，其中所述天线体包括第一侧、与所述第一侧相对的第二侧、第三侧和与所述第三侧相对的第四侧，其中所述第一波导至少基本上在所述天线体的所述第一侧和所述天线体的所述第二侧之间的整个距离上延伸，并且其中所述第一波导局限于所述第三侧和所述第四侧之间的所述天线体的狭窄区域，所述狭窄区域包括小于所述第三侧和所述第四侧之间限定的所述天线体宽度的一半。16.根据权利要求15所述的车辆传感器组件，其中所述第一波导与所述第三侧相邻地定位，并且其中所述狭窄区域包括小于所述天线体宽度的四分之一。17.根据权利要求14所述的车辆传感器组件，其中所述多个细长突起部被形成为呈多个列，其中所述多个辐射狭槽被形成为呈多个列，并且其中所述细长突起部的列数等于所述辐射狭槽的列数。18.根据权利要求17所述的车辆传感器组件，其中所述辐射狭槽的数量等于所述细长突起部的数量。19.根据权利要求18所述的车辆传感器组件，其中所述细长突起部中的每个细长突起部与对应辐射狭槽对准。20.根据权利要求14所述的车辆传感器组件，其中所述车辆传感器组件被配置为以预先确定的波束偏斜从所述多个辐射狭槽递送电磁能量。

技术总结
本发明公开了在雷达传感器组件等中使用的天线结构和组件。在一些实施方案中，该组件可包括：馈送波导，该馈送波导包括一个或多个进给狭槽；和平行板波导，该平行板波导与该馈送波导可操作地耦合，使得该馈送波导的该一个或多个进给狭槽中的每个进给狭槽被配置为将电磁能量注入该平行板波导中。多个辐射狭槽可被形成为呈背离该馈送波导延伸的多个行和/或多个列，以将该电磁能量递送出天线组件。以将该电磁能量递送出天线组件。以将该电磁能量递送出天线组件。


技术研发人员：安杰洛斯
受保护的技术使用者：维宁尔美国有限责任公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/10/5