用於雷達傳感器的組合天線的製作方法

2023-08-11 14:27:51 1

專利名稱：用於雷達傳感器的組合天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於雷達傳感器的組合天線，所述組合天線具有一個饋電線路、多個天線元件，所述多個天線元件分別通過一個輸送線路與所述饋電線路連接，並且所述組合天線具有用於分配功率到所述天線元件上的電路元件。
背景技術：
本發明尤其涉及用於雷達傳感器的組合天線，所述雷達傳感器在機動車中與駕駛員輔助系統一起使用，例如用於在自動距離調節系統(ACC:Adaptive Cruise Control:自適應巡航控制)中對在前行駛的車輛進行定位。所述雷達傳感器通常以24GHz或者77GHz的頻率工作。微帶技術中的平面天線在這些應用中的優點是:其可相對成本有利地製造並且能夠實現扁平的結構類型，並且不需要不同線路系統或者線路類型之間的過渡。能夠如同其他電路組件那樣簡單地通過相應的微帶導體在印刷電路板上構成所述天線元件。在組合天線——也稱作天線陣列中，將待輻射的功率如此饋入不同的天線元件中，使得通過由不同的天線元件發射的射束的疊加和幹涉產生所期望的方向特性。對此，必須合適地協調引入各個天線元件中的微波的功率和相位。通常期望具有窄的主瓣和在很大程度上被抑制的旁瓣的方向特性。然而，因為僅僅有限的空間可用於雷達傳感器並且因此也用於天線，所以大多不能實現旁瓣的完全抑制。在開始提到的類型的傳統組合天線中，通到各個天線元件的輸送線路從所述饋電線路分支，並且在饋電線路中在所述分支處設有所謂的變換器，所述變換器通過線路阻抗的適當變換引起天線元件上的所期望的功率分配。在微帶技術的天線中，變換器通常通過具有不同寬度以及具有相應於線路上的微波波長的四分之一的長度的線路區段構成。然而，饋電線路中的變換器是導致不期望的輻射和反射的幹擾部位。這不僅限制抑制旁瓣的可能性，而且也阻礙了交叉偏振的抑制，所述交叉偏振的抑制例如為了避免通過其他系統的幹擾往往是所期望的。通常，由雷達傳感器發射和接收的射束具有確定的偏振，例如在確定的方向上的線性偏振。交叉偏振理解為具有與其正交的偏振的射束分量。基於分支設計中的限制，大多也沒有實現將整體上通過饋電線路輸送的功率完全分配到天線元件上並且通過天線元件發射。多餘的功率大多殘留在饋電線路上並且必須在所述饋電線路的端部上或者被發射或者被消除。然而，不期望的功率的輻射又導致更明顯的旁瓣。藉助特殊的吸收器消除多餘的功率的缺點是，吸收器造成額外的成本並且需要額外的空間。此外，所述解決方案的缺點是，出現整體上更高的功率損失。

發明內容
本發明的任務是，提供一種用於雷達傳感器的組合天線，其損失少地工作並且能夠實現旁瓣的有效抑制。根據本發明，所述任務通過以下方式解決:饋電線路在ー個端部處被構造為反射的，並且用於功率分配的電路元件僅僅設置在輸送線路中。在根據本發明的組合天線中，多餘的功率不在饋電線路的端部處被輻射(這導致不期望的旁瓣)並且也不藉助吸收器消除(這導致不期望的損失)，而是多餘的功率被反射並且由此被重新引入所述天線元件中，從而所述多餘的功率可能通過所述天線元件以期望的方向特性輻射。此外，根據本發明，用於功率分配的電路元件一如變換器等等不是設置在饋電線路上，而是設置在通到各個天線元件的輸送線路中。這具有以下優點:通過所述電路元件引起的效果與饋電線路中的微波的傳播方向無關。變換器因此以與影響原來在正向上通過饋電線路輸送的功率相同的方式影響在饋電線路中在反向上傳播並且然後通過輸送線路進入天線元件中的反射功率。如果變換器設置在饋電線路中，則這是不可能的，因為變換器必須或者位於饋電線路中的分支的一側上或者另ー側上並且因此在分支點處不存在対稱的、取決於方向的關係。此外，缺少饋電線路中的變換器和相似的電路元件也使交叉偏振的抑制變得容易。本發明的有利構型和擴展方案在從屬權利要求中說明。用於功率分配的電路元件不僅可以涉及變換器，而且例如也可以涉及具有減少的寬度的輸送線路或者僅僅容性耦合到饋電線路上的輸送線路。藉助所述類型的電路元件能夠限制傳輸到天線元件中的功率，這尤其對於組合天線的終端天線元件是經常所期望的。饋電線路的端部處的微波反射可以通過開放的端部或者封閉的(短路的)端部或者也可以通過合適的終端裝置來實現。


接下來根據附圖詳細解釋實施例。附圖示出:圖1:根據本發明的一個實施方式的具有四個設置成一行的天線元件的組合天線；圖2至4:用於分配功率到天線元件上的不同構造的電路元件的實施例；圖5和6:饋電線路的反射端部的替代實施方式。
具體實施例方式在圖1中示出的組合天線例如以微帶技術構造在印刷電路板上並且具有四個設置在一行(或者一列)中的方形的天線元件10，所述天線元件分別通過ー個輸送線路12與共同的饋電線路14連接，通過所述饋電線路給天線元件供給微波功率。微波功率由未示出的振蕩器產生並且朝著在圖1中通過箭頭A所示的方向在饋電線路14中傳播並且隨後通過輸送線路12射出到天線元件10中，所述微波功率從所述天線元件被發射。微波射束的接收相應地在相反方向上進行。每個輸送線路12在圖1中示出的示例中包含一個變換器16，其確保了向所分配的天線元件10以正確的相位輸送正確量的功率。所述變換器分別通過加寬的線路區段構成，其長度相應於微波射束的波長的四分之一。饋電線路14的端部15在圖1中構造為開放的端部，在所述端部處微波射束被反射，如通過箭頭B象徵性表示的那樣。例如如此選擇用於各個天線元件10的輸送線路12的分支之間的距離和所述分支中的最後ー個分支與饋電線路14的開放的端部15之間的距離，使得在開放的端部處反射的波在與出射波(箭頭A)疊加時形成駐波，所述駐波的波腹分別位於輸送線路的分支點處。以這種方式能夠實現:實際上完全通過天線元件10輻射並且既不消除也不通過任何其他可能有助於更顯著的旁瓣的元件來輻射所輸送的功率。變換器16對反射波的影響與對出射波的影響相同，從而變換器對於兩個運行方向以所期望的方式影響微波射束的振幅和相位。因為變換器16不位於饋電線路14中，所以所述變換器在所述饋電線路中也不構成可能導致不期望的反射的幹擾部位。由此同時使得交叉偏振的在很大程度上的去耦變得容易。在所示示例中天線元件10是方形的，並且輸送線路12分別在ー個角部處進入天線元件中。所發射的微波射束因此具有線性的偏振P，其在圖1中在最右側的天線元件中通過箭頭說明。在根據本發明的組合天線中，在很大程度上避免了具有與所述偏振P正交的偏振方向P』的交叉偏振的激勵。輸送線路12也可以不同於圖1地構造。這在圖2至4中舉例說明。在圖1中變換器16分別位於從饋電線路14分支的輸送線路12的端部處，而在圖2中示出了ー種替代實施方式，其中變換器16緊鄰天線元件10。圖3示出一種實施例，其中輸送線路12不包含變換器而是整體上通過具有更小寬度的微帶線路18構成。由此能夠降低耦合輸入到所分配的天線元件10中的功率——如同經常對於在由多個天線元件組成的列或組的端部處的天線元件所期望的那樣，以便抑制旁瓣的形成。圖4最後示出一種實施方式，其中輸送線路12通過與饋電線路14不直接接觸而與其僅僅容性耦合的線路20構成。對於在圖1中示出的饋電線路14的反射端部15也可考慮不同的構造。替代開放的端部(Open-Stub:開路短截線)，也可以使用封閉的端部15a，如在圖5中示出的那樣。在這種情況下，饋電線路14的端部通過所謂的通孔22與印刷電路板的地短接(Short-Stub:短路短截線)。圖6示出另ー種可能性。在此，饋電線路14的反射端部通過複雜的終端元件15b構成，其反射功率的可調節的部分。
權利要求
1.關於雷達傳感器的組合天線，所述組合天線具有ー個饋電線路(14)、多個天線元件(10)，所述多個天線元件分別通過ー個輸送線路(12)與所述饋電線路連接，並且所述組合天線具有用於分配功率到所述天線元件(10)上的電路元件(16，18，20)，其特徵在於，所述饋電線路(14)在一個端部(15)處被構造為反射的，並且用於功率分配的所述電路元件(16，18，20)僅僅設置在所述輸送線路(12)中。
2.根據權利要求1所述的組合天線，其中，用於功率分配的所述電路元件中的至少幾個是變換器(16)。
3.根據權利要求2所述的組合天線，其中，在至少ー個天線元件中，所述變換器(16)被構造在輸送線路(12)的鄰接所述饋電線路(14)的端部處。
4.根據權利要求2或3所述的組合天線，其中，在至少ー個天線元件中，所述變換器(16)被設置在所述輸送線路(12)的鄰接所述天線元件(10)的端部處。
5.根據上述權利要求中任ー項所述的組合天線，其中，用於功率分配的所述電路元件中的至少ー個通過具有微帶(18)形式的輸送線路(12)構成，所述微帶具有減小的寬度。
6.根據上述權利要求中任ー項所述的組合天線，其中，用於功率分配的所述電路元件中的至少ー個通過具有帶狀導體(20)形式的輸送線路(12)構成，所述帶狀導體僅僅容性耦合到所述饋電線路(14)上。
7.根據上述權利要求中任ー項所述的組合天線，其中，所述饋電線路(14)的反射端部是開放的端部(15)。
8.根據權利要求1至6中任ー項所述的組合天線，其中，所述饋電線路(14)的反射端部是封閉的端部(15a)。
9.根據權利要求1至6中任ー項所述的組合天線，其中，所述饋電線路(14)的反射端部通過終端元件(15b)構成。
全文摘要
本發明涉及一種用於雷達傳感器的組合天線，所述組合天線具有一個饋電線路(14)、多個天線元件(10)，所述多個天線元件分別通過一個輸送線路(12)與所述饋電線路連接，並且所述組合天線具有用於分配功率到所述天線元件(10)上的電路元件(16，18，20)，其特徵在於，所述饋電線路(14)在一個端部(15)處被構造為反射的，並且用於功率分配的所述電路元件(16，18，20)僅僅設置在所述輸送線路(12)中。
文檔編號G01S13/93GK103098300SQ201180043787
公開日2013年5月8日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年9月15日
發明者T·賓策爾, C·瓦爾德施密特, R·黑林格, T·漢森 申請人:羅伯特·博世有限公司