[发明专利]用于雷达收发机的天线装置

说明书

现有技术

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于雷达收发机的天线装置，尤其是用于机动车区域环境中的距离和/或速度的测定。

这种雷达收发机，即发射/接收模块工作在微波及毫米波范围中及用于测定空间中物体、尤其是机动车的方位或用于速度确定、尤其是机动车速度确定。这种雷达收发机尤其用于驾驶员辅助系统，该系统例如用于确定在一个机动车前面行驶的另一机动车的距离及用于距离的调节。在此情况下为了测定空间中物体的方位或确定其速度，这样一个雷达收发机发射电磁波形式的微波、毫米波(hoechstfrequente)信号，该信号被目标物反射及再由该雷达收发机接收并进一步处理。在此情况下常常由多个这样的雷达收发机连接成一个整体模块。当用于机动车的情况下使用的频率在76至81GHz的范围中。

由DE 103 00 955 A1公开了一种用于微波及毫米波的雷达收发机，其中在一个以多层构成的部件中既设有发射及接收单元也设有天线。这些层结构需要一些连接，这些连接必需这样实施，以致可以传送微波、毫米波的HF信号。为了可作到损耗相当小地形成这种HF过渡，在这种雷达收发机上对加工有很高的要求。

由DE 196 48 203 A1公开了一种多射束的机动车雷达系统。在该雷达系统中发射及接收单元以及天线设置在不同的载体上。

为了产生在机动车中常使用的76至81GHz的频率，经常使用耿氏振荡器。此外，通常使用GaAsMMIC’s(单片微波集成电路)。在最近也使用SiGe作为这种芯片的材料。借助该材料在此期间也可达到大于200GHz的极限频率。这种芯片通常用倒装芯片技术施加在例如由陶瓷，LTCC(低温共烧结陶瓷)作的载体、印刷电路板或软板上。此外该芯片也可通过焊接来接线。在该载体材料上常常还设有其它分布网络，部件及天线。在此情况下该结构及连接技术带有公差，难以控制及昂贵。此外在高频时它具有差的电特性。

为了避免该缺点，在本申请人的一个未在先公开的卷号为309373的申请中描述了一种雷达收发机，它不但具有可简单制造的结构及小的结构尺寸，而且尤其是也适合安装在公知的电路载体上，例如通常的印刷电路板上。在该雷达收发机上发射及接收单元并列地布置在一个单片的芯片上的一个平面上。此外在芯片的该平面中设有至少一个片状天线。由于SiGe芯片的电有效层厚度在4μm至20μm的范围中，优选为11μm，但用本身公知的片状天线仅可达到千分之几的带宽。在大多数情况下芯片本身具有约300μm的厚度。

因此本发明的任务在于，获得一种用于具有特别是很薄的电起作用的氧化层的单片雷达收发机的天线装置，它在高的工作频率、尤其在76至81GHz范围中时可实现大的可复现性，高的可靠性及宽的带宽。此外这种天线装置可用简单及由此成本合适的方式制造。

本发明的优点

该任务将通过具有权利要求1的特征的、用于雷达收发机的天线装置，尤其用于机动车区域环境中的距离和/或速度测定的驾驶员辅助系统的天线装置来解决。

本发明的基本构思在于，在具有很薄的电起作用层的芯片上-所述层也包含发射/接收单元-设置一个天线装置，该天线装置代替片状天线使用带有平行线馈电、即差分馈电线的印刷偶极子。在此情况下该天线装置包括一个设置在芯片上的第一部分及一个离第一部分一定距离设置的及通过辐射耦合到第一部分上的第二部分。通过天线分成两部分达到了有利的带宽增大。此外降低了辐射阻抗。

在一个非常有利的实施形式中，天线的第二部分设置在一个雷达天线罩上。该雷达天线罩优选构成一个完全封装芯片的壳体。

在一个有利的实施形式中，第一部分是一个第一发射和/或接收偶极子及第二部分是一个第二发射和/或接收偶极子。

第一发射/接收偶极子优选具有两个通过一个中间空间彼此分开的半部分。它以一个平行线馈电结构，即用差分馈电线或用对称馈电工作。

根据一个有利的实施形式，第一发射和/或接收偶极子具有发射/接收的电磁辐射的大约一个波长的长度。

在该情况下第二发射和/或接收偶极子是一个不中断的通常的偶极子，它具有发射/接收的电磁辐射的大约半波长的长度。

为了良好地场耦合，建议，第二发射和/或接收偶极子具有一个宽度，该宽度基本上相应于第一发射和/或接收偶极子的宽度。通过该结构可达到波阻抗的进一步降低。在此情况下馈电可用两个微带线来实现。