[实用新型]一种77GHz毫米波汽车防撞雷达天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及单脊开缝波导天线，属于天线技术领域，适用于车载(或其它移动载体)毫米波天线，尤其适用于77GHz毫米波汽车防撞雷达。

背景技术

随着经济的发展，我国汽车总保有量已经达到比较高的水平，2016年底接近2亿辆，千人拥有率已经超过110辆。但是，汽车数量的剧增导致交通事故频发，人员和经济损失巨大；而汽车防撞雷达对降低交通事故发生率有明显作用，NHTSA的研究结果表明，防碰撞报警系统可以使追尾碰撞事故平均减少51％，因改变车道而引起的交通事故平均减少47％，相关技术被美国《福布斯》杂志评为“未来十大焦点汽车安全技术”之一。根据相关机构的研究，2015年全球智能汽车市场需求1900亿元，自主驾驶和安全系统占据优势地位，至2020年，自主驾驶翻5倍、安全系统翻4倍，总市场空间7000亿元，因此对于毫米波车载雷达天线的需求很大。我国对汽车防撞雷达的研究起步较晚，大部分相关公司缺乏微波、电磁场专业人才，在防撞雷达方面仅能仿制，所以主要由国内部分高校、科研院所对探测雷达系统做了一些跟踪和探索，如中科院上海微系统与信息技术研究所开发了24GHz汽车防撞雷达系统。

但是，随着移动通信系统对频谱资源的渴求，24GHz频段的汽车雷达即将被禁用。因此77GHz频段的汽车雷达系统成为研究热点。目前国内对于77GHz频段的汽车碰撞雷达天线还很少有公开的报道。可检索的有北京理工大学的专利CN102290638B和专利CN202103168U，上述两个专利采用了介质透镜与天线相结合的方式设计了77GHz毫米波汽车防碰撞雷达天线，该天线方案结构简单，馈电方便，但是厚度较大。“透镜天线”方案也为国外厂商，如Bosch，Tesla等主要公司所采用。专利号为CN200810120604.4的“毫米波准光集成介质透镜天线及其阵列”也利用该方案设计了抗振、防尘，适用于机载、船载的毫米波雷达天线结构，由该雷达由微带集成天线、介质透镜、物镜、阵列基座、反射镜、防护罩、波束转换开关等构成，但是该天线效率相对较低。东南大学毫米波国家重点实验室在专利CN201383548中公布一种用于微波毫米波频段的车用天线，该天线采用“基片集成波导”技术，通过双面单层PCB工艺，利用上下金属表面和一侧金属化通孔阵列来实现对电磁波的封闭，而在开口面实现有效漏波辐射；此种天线实现方案难以实现大的发射功率，同时金属化通孔阵列实现较难。

目前基于77GHz频段的汽车雷达天线多采用“贴片天线阵列”方案、“透镜天线”方案和“基片集成波导”方案，“贴片天线阵列”方案辐射效率太低，基本没有实用，“透镜天线”方案结构虽然简单，但微波透镜对电磁波也具有反射和吸收作用，天线效率也相对较低；“基片集成波导”天线方案效率较高，但波导内部介质材料的电磁特性容易收到外部温度的影响，即有“温飘”问题，而且该天线不适用于大功率电磁波。

总之，在77GHz频段实现高稳定性、小型化、低成本，同时达到高精度测角及快速切换的雷达天线是近阶段汽车防碰撞雷达的研究热点之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种77GHz毫米波汽车防撞雷达天线，目的是提高77GHz频段汽车防撞雷达天线的增益，降低周围自然环境对天线的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型一种77GHz毫米波汽车防撞雷达天线，包括波导管、辐射缝隙和馈电端口，波导管内设置有纵向到底的金属脊，辐射缝隙设置在波导管的辐射面上，辐射缝隙沿着波导管的纵向轴心线交替排列，馈电端口设置在波导管的一端，波导管的另一端闭合，电磁波通过馈电端口进入波导管的内部，沿着波导管传播，并通过辐射缝隙均匀的辐射。

作为本实用新型的优化方案，辐射缝隙交替分布排列，相邻的辐射缝隙有部分区域重叠，辐射缝隙是直接互相连通的缝隙。

作为本实用新型的优化方案，金属脊的长度与波导管的纵向长度相同。

作为本实用新型的优化方案，波导管的横截面为矩形或圆形或椭圆形或半圆形或半椭圆形。

作为本实用新型的优化方案，金属脊是矩形或半圆形或半椭圆形或梯形。

作为本实用新型的优化方案，金属脊是带有倒角的矩形或带有倒角的半圆形或带有倒角的半椭圆形或带有倒角的梯形。

作为本实用新型的优化方案，金属脊的宽边长度小于等于波导管的宽边长度。

作为本实用新型的优化方案，辐射缝隙呈矩形或椭圆形或眼形。