天线、雷达及天线调整方法与流程

1.本技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种天线、雷达及天线调整方法。


背景技术：

2.相关技术中，随着经济的发展，交通安全已成全球急待解决的问题，高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance system，简称为adas)可帮助驾驶员感知汽车周围环境，辅助驾驶员进行安全驾驶，通过提前警告驾驶员可能发生的危险情况进而采取紧急措施，大大降低交通事故的发生率。
3.毫米波车载雷达具有频带宽、体积小、空间分辨率高、穿透性强等优点，已成为adas系统中一种不可或缺的传感器。而对于毫米波车载雷达来说，4d毫米波车载雷达由于距离和角度分辨率高、探测距离远、探测角度广，已成为毫米波车载雷达主流发展方向。
4.而针对4d毫米波车载雷达使用的天线实现方式，如图1所示，需要采用辅助天线1、辅助天线2、辅助天线3三个天线组合同时工作，以实现雷达水平面120
°
宽波束覆盖；如图2所示另一方案，则是通过采用8层pcb板，实现雷达水平面120
°
宽波束覆盖。
5.虽然上述两种方案均实现了雷达水平面120
°
宽波束覆盖，但附图1所示方案通过三个天线组合同时工作，需要3个独立天线+射频芯片3个信号输出端口，成本高且结构复杂；另外采用附图1所示方案实现的水平面宽波束覆盖时，在
±
60
°
时信号强度与最大辐射方向相比降低6db，严重影响大角度目标检测准确性；而附图2所示方案则需要8层pcb板，结构复杂、加工难度和成本极高；因此，上述两种方案均不适合应用于4d毫米波车载雷达领域。
6.针对现有相关技术，在实现雷达水平面宽波束覆盖时，天线的结构复杂、成本高等问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

7.本技术实施例提供了一种天线、雷达及天线调整方法，以至少解决相关技术中，在实现雷达水平面宽波束覆盖目标时，天线的结构复杂、成本高等问题。
8.根据本技术实施例的一个实施例，提供了一种天线，包括：通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，所述m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，所述n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，所述k个辐射单元的宽度或长度各不相同，m，n和k均为正整数。
9.在一个示例性实施例中，所述任一单列天线阵包括：交错排列，且为梳状的k个辐射单元，其中，所述k个辐射单元中的第a个辐射单元和第b个辐射单元的对应方向相反，a为奇数，b为偶数。
10.在一个示例性实施例中，所述n个单列天线阵之间任意两个单列天线阵的间距d1＝0.4
×
λg，其中，所述λg为所述天线的工作频率所对应的介质波长。
11.在一个示例性实施例中，n个所述单列天线包括：n个馈电端口，其中，所述n个馈电
端口之间通过所述微带线馈电网络连接。
12.在一个示例性实施例中，所述微带线馈电网络包括：与所述n个馈电端口对应的n条阻抗匹配馈线，其中，所述n条阻抗匹配馈线与所述n个馈电端口一一对应，所述n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接。
13.在一个示例性实施例中，所述n＝6，所述m＝2，所述k＝5。
14.在一个示例性实施例中，所述微带线馈电网络还包括：馈线端口，与所述阻抗匹配馈线连接，用于连接射频芯片信号的输出端口。
15.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种雷达，该雷达包括以上任一项所述的天线。
16.根据本技术实施例的又一方面，还提供了一种天线调整方法，应用于上述天线，包括：采用遗传算法计算所述天线所需的阻抗匹配馈线的长度与宽度，得到阻抗匹配馈线的长度和宽度；根据所述阻抗匹配馈线的长度和宽度改变与所述阻抗匹配馈线相连的单列天线阵输入信号的幅度与相位。
17.在一个示例性实施例中，所述方法还包括：改变芯片信号输出端口的幅度和相位，得到修改后的天线子阵面输入信号的幅度和相位，其中，所述芯片信号输出端口与所述天线子阵面的馈线端口相连；采用遗传算法，结合所述天线子阵面输入信号的幅度和相位与所述单列天线阵输入信号的幅度和相位，改变天线的水平面波束宽度。
18.在本技术实施例中，通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，k个辐射单元的宽度或长度各不相同，其中，m，n，k均为正整数；采用上述技术方案，解决了相关技术中，在实现雷达水平面宽波束覆盖时，天线的结构复杂、成本高等问题，实现了提供一种易加工、低成本的毫米波成像雷达低副瓣、宽波束天线的技术效果。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
20.图1是现有技术中一种雷达天线的结构示意图；
21.图2是现有技术中一种天线阵面的结构示意图；
22.图3是现有技术中一种传统的串馈天线阵的结构示意图；
23.图4是根据本技术实施例的一种可选的天线的结构示意图；
24.图5是根据本技术实施例的一种可选的低副瓣单列天线阵的结构示意图；
25.图6是根据本技术实施例的一种可选的低副瓣单列天线阵的另一结构示意图；
26.图7是现有技术中一种传统天线的辐射方向示意图；
27.图8是根据本技术实施例的一种可选的单列天线辐射垂直面方向示意图；
28.图9是根据本技术实施例的一种可选的毫米波低副瓣、宽波束天线示意图；
29.图10是根据本技术实施例的一种可选的微带线馈电网络结构示意图；
30.图11是根据本技术实施例的一种可选的另一微带线馈电网络结构示意图；
31.图12是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图；
32.图13是根据本技术实施例的一种可选的天线结构示意图；
33.图14是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图；
34.图15是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图；
35.图16是根据本技术实施例的一种可选的天线结构示意图；
36.图17是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图；
37.图18为根据本发明实施例的一种可选的天线调整方法的流程示意图。
具体实施方式
38.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
39.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
40.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.图1是现有技术中一种雷达天线的结构示意图。如图1所示，提供了一种雷达天线，具体地，采用辅助天线1、辅助天线2、辅助天线3三个天线组合同时工作；由于该雷达天线需要3个独立天线+射频芯片3个信号输出端口，结构复杂，导致制作成本高；且该雷达天线实现水平面宽波束覆盖时，在
±
60
°
时信号强度与最大辐射方向相比降低6db，严重影响大角度目标检测准确性，因此，该雷达天线并不适用于4d毫米波雷达领域应用。
42.图2是现有技术中一种天线阵面的结构示意图。如图2所示，该天线阵面由8层pcb板组成，在水平面波束宽度可实现120
°
。但由于该天线阵面结构复杂，加工难度和成本极高，在4d毫米波雷达领域使用价值不大。
43.图3是现有技术中一种传统的串馈天线阵的结构示意图，如图3所示。其中各辐射单元的长度(图中l)、宽度(图中w)、间距(图中d)相同，采用该结构，难以满足阵面大角度扫描时，对单列之间的小间距排布要求，且单列之间互耦较大。
44.图4是根据本技术实施例的一种可选的天线的结构示意图。如图4所示：
45.通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，所述m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，所述n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，所述k个辐射单元的宽度或长度各不相同(图中未明确示出)，m，n和k均为正整数。
46.通过上述天线，通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k
个等间距设置的辐射单元，k个辐射单元的宽度或长度各不相同，其中，m，n，k均为正整数；采用上述技术方案，解决了相关技术中，天线组成元件繁多、结构复杂导致加工难度大、成本过高等问题，实现了提供一种易加工、低成本的毫米波成像雷达低副瓣、宽波束天线的技术效果。
47.如图5和附图6所示。该单列天线阵由辐射单元21、辐射单元22、辐射单元23、辐射单元24、辐射单元25组成；所述辐射单元21的长度l1、宽度w1，辐射单元22的长度l2、宽度w2，辐射单元23的长度l3、宽度w3，辐射单元24的长度l4、宽度w4，辐射单元25的长度l5、宽度w5；各单元之间的间距相等且都为d。通过改变各辐射单元长度：l1-l5、宽度w1-w5的数值，可有效降低天线辐射方向图的副瓣电平；其中，所述辐射单元21-25交错排列、梳状排布，辐射单元21、23、25位于同一侧，辐射单元22、24位于另一侧；采用该排布方式能有效降低单列天线阵之间的互耦，同时解决了阵面大角度扫描时，对单列天线阵之间的小间距排布要求。
48.在一个示例性实施例中，所述任一单列天线阵包括：交错排列，且为梳状的k个辐射单元，其中所述k个辐射单元中的第a个辐射单元和第b个辐射单元的对应方向相反，a为奇数，b为偶数。所述n个单列天线阵之间任意两个单列天线阵的间距d1＝0.4
×
λg，其中，所述λg为所述天线的工作频率所对应的介质波长。n个所述单列天线包括：n个馈电端口，其中，所述n个馈电端口之间通过所述微带线馈电网络连接。所述微带线馈电网络包括：与所述n个馈电端口对应的n条阻抗匹配馈线，其中，所述n条阻抗匹配馈线与所述n个馈电端口一一对应，所述n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接。所述n＝6，所述m＝2，所述k＝5。所述微带线馈电网络还包括：馈线端口，用于连接射频芯片信号的输出端口。
49.可以理解的是，单列天线阵中包含k个辐射单元，为了降低单列天线阵之间的互耦，采用将k个辐射单元以交错的梳状排布方式排列；采用该排布方式同时解决了阵面大角度扫描时，对单列天线阵之间的小间距排布要求；设置n个单列天线阵的结构、尺寸保持一致，各个单列天线阵并排直线排列，列与列之间间距d1＝0.4λg，其中，λg为天线的工作频率所对应的介质波长；单列天线阵通过微带线馈电网络连接形成天线阵面，其中，微带线馈电网络经过了优化设计，通过各单列天线阵的馈电端口与优化后的微带线馈电网络相连，可使n个单列天线对应的馈电端口幅度和相位不同；如附图9所示，馈电网络中包含n个馈电端口，且与n个馈电端口对应有n条阻抗匹配馈线，且n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接；具体而言，上述m＝2、n＝6、k＝5；此外微带线馈电网络还包括一个馈线端口，该馈线端口用于连接射频芯片信号的输出端口。
50.图8是根据本技术实施例的一种可选的单列天线辐射垂直面方向示意图，如图8所示；而图7是现有技术中一种传统天线的辐射方向示意图，如图7所示；由图7与图8可直观地看出，单列天线的辐射方向图中副瓣电平《-20db，而传统天线的辐射方向图中副瓣电平《-12db，本技术实施例中单列天线与传统天线相比副瓣电平改善8db左右。
51.图9是根据本技术实施例的一种可选的毫米波低副瓣、宽波束天线示意图，如图9所示，该天线由2个天线子阵面构成，每个天线子阵面由6个单列天线阵通过微带线馈电网络连接构成。其中子阵面4包括单列天线阵81-86、连接单列天线阵81-86的微带线馈电网络6；子阵面5包括单列天线阵91-96、连接单列天线阵91-96的微带线馈电网络7；12个单列天线阵81-86、91-96之间间距d1＝0.4λg，其中λg为天线工作频率对应的介质波长；天线子阵
面4、天线子阵面5对应的总输入端口间距d2＝6*d1。
52.需要说明的是，天线子阵面的个数m、一个天线子阵面中单列天线阵的个数n、以及一个单列天线阵中的辐射单元的个数k均为正整数，本技术对此不做具体限制。
53.通过上述天线，通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，所述k个辐射单元的宽度或长度各不相同，m，n和k均为正整数；采用上述天线，解决了相关技术中，在实现雷达水平面宽波束覆盖目标时，天线的结构复杂、成本高等问题，实现了提供一种易加工、低成本的毫米波成像雷达低副瓣、宽波束天线的技术效果。
54.需要说明的是，本发明实施例的技术方案同样能够解决4d毫米波车载雷达所涉及到的技术问题：在实现4d毫米波车载雷达水平面宽波束覆盖目标时，天线的结构复杂、成本高等问题。
55.根据本技术实施例的一个实施例，提供了一种天线，具体参考附图9，包括：通过微带线馈电网络连接的2个天线子阵面，其中，2个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括6个单列天线阵，6个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括5个等间距设置的辐射单元，5个辐射单元的宽度或长度各不相同，需要说明的是，本发明实施例对天线子阵面、单列天线以及辐射单元的个数并不限定，任一可以实现的方案均在本发明实施例的实现范围内。
56.需要说明的是，本发明实施例的天线在毫米波频段工作，具体频率为77ghz。
57.需要说明的是，上述5个辐射单元的宽度或长度各不相同可以理解为各辐射单元的长度都不相同或宽度各不相同，即当两个辐射单元的长度相同的时候，这两个辐射单元的宽度不会相同。
58.其中，单列天线阵包括pcb双层介质板、单列天线阵、pcb双层介质板背面的完整金属铜箔，其中pcb双层介质板的材料为rogers 3003，厚度为0.127mm；其中，单列天线阵通过光绘工艺印刷在pcb双层介质板正面；天线阵由5个辐射单元21-25组成，且辐射单元21-25以交错的梳状形式排布，其中辐射单元21、23、25位于同一侧，辐射单元22、24位于另一侧；辐射单元21-25的长度l1＝0.53λg(λg为天线工作频率对应的介质波长)、l2＝0.57λg、l3＝0.48λg、l4＝0.53λg、l5＝0.48λg、w1＝0.03λg、w2＝0.35λg、w3＝0.35λg、w4＝0.25λg、w5＝0.11λg，其中所述各辐射单元间距d＝0.5λg。
59.而天线包括天线子阵面4与天线子阵面5；其中天线子阵面4包括6个单列天线阵81-86、连接单列天线阵81-86的微带线馈线网络；天线子阵面5包括6个单列天线阵91-96、连接单列天线阵91-96的微带线馈线网络其中，天线通过光绘印刷在pcb双层介质板正面，而该pcb双层介质板反面则是完整的金属铜箔；其中，pcb双层介质板材料为rogers 3003，厚度为0.127mm；各单列天线阵结构、尺寸保持一致；各单列天线阵并排直线排列，列与列之间间距d1＝0.4λg。
60.通过采用上述结构，解决了在实现4d毫米波车载雷达水平面宽波束覆盖时，天线的结构复杂、成本高的问题。
61.在本发明实施例中，组成单列天线阵的5个辐射单元的宽度或长度各不相同，采用等间距排布，该排布方式能有效降低信号的干扰、提高信噪比；进而使得该单列天线阵具有低副瓣辐射特性。
62.其中，微带线馈电网络包括连接射频芯片信号输出端口的馈线61与71、连接各单列天线的馈线网络62与72、与各单列天线阵对应端口连接的12个阻抗匹配馈线63-68和73-78；阻抗匹配馈线63-68、73-78与单列天线阵输入端口81-86、91-96一一对应相连；且各阻抗匹配馈线对应的馈线长度与宽度各不相同；通过改变阻抗匹配馈线63-68、73-78的长度与宽度，根据对应的映射关系，可以改变与之相连接的单列天线阵输入信号的幅度与相位。
63.其中单列天线阵81-86、91-96各端口的幅度、相位关系如下：各单列天线阵端口的幅度与相位数值以单列天线阵81端口的幅度与相位归一，单列天线阵81的幅度a1＝1、相位φ1＝0
°
，单列天线阵82的幅度a2＝2.2、相位φ2＝-90
°
，单列天线阵83的幅度a3＝1、相位φ3＝-93
°
，单列天线阵84的幅度a4＝2、相位φ4＝-19
°
，单列天线阵85的幅度a5＝3.2、相位φ5＝116
°
，单列天线阵86的幅度a6＝7、相位φ6＝-57
°
，单列天线阵96的幅度a7＝8.5、相位φ7＝-190
°
，单列天线阵95的幅度a8＝5.3、相位φ8＝-272
°
，单列天线阵94的幅度a9＝6.2、相位φ9＝-284
°
，单列天线阵93的幅度a10＝10、相位φ10＝-210
°
，单列天线阵92的幅度a11＝5、相位φ11＝-75
°
，单列天线阵91的幅度a12＝1.3、相位φ12＝-248
°
。
64.此外，图10与图11中的微带馈线61、71，分别连接射频芯片的信号输出端口，通过改变芯片信号输出端口的幅度与相位值，根据对应的映射关系，可随之改变天线子阵面4和天线子阵面5的输入信号的幅度与相位，使得天线的水平面波束宽度在110
°
～130
°
范围内变化。
65.在本发明实施例中，单列天线阵通过微带线馈电网络连接形成天线阵面，其中馈电网络通过优化设计，使得12个单列天线阵对应的馈电端口幅度和相位不同，另一方面通过改变天线子阵面1、天线子阵面2对应的总输入端口幅度、相位值，可实现天线水平面宽波束120
°
的辐射要求。
66.通过上述天线，实现了天线垂直面方向图副瓣《-20db，天线水平面方向图波束宽度≥120
°
，同时，如图12所示，在水平面
±
60
°
的覆盖范围内，天线的辐射信号强度起伏《2db；即实现了提供一种易加工、低成本的毫米波成像雷达低副瓣、宽波束天线的技术效果。
67.需要说明的是，本发明实施例的天线由pcb双层板光绘加工制作完成，成本低，易于批量加工。
68.在本发明的另一个实施例中，上述天线是由18个单列天线阵组成的天线阵面，其中单列天线阵由5个等间距、不同宽度和长度的辐射单元组成；由6个单列天线阵组成一个天线子阵面，如图13所示，“子阵面1+子阵面2”组合构成本天线的一个完整阵面，“子阵面2+子阵面3”组合构成本天线的另一个完整阵面。其中，构成子阵面1、子阵面2和子阵面3的单列天线阵通过微带线馈电网络连接形成。
69.采用上述天线，可以实现低副瓣、宽波束的辐射特性，可以同时满足短距、中距、长距车辆行驶场景下的测距、测速、测方位等要求。
70.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种雷达，该雷达包括上述实施例任一项所述的天线，其中，所述天线包括：通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，k个辐射单元的宽度或长度各不相同，其中，m，n，k均为正整数；所述任一单列天线阵包括：交错排列，且为梳状的k个辐射单元，其中所述k个辐射单元中的第a个辐射单元和第b个辐射单元的对应方向相反，a为奇数，b为偶数。所述n个
单列天线阵之间任意两个单列天线阵的间距d1＝0.4
×
λg，其中，所述λg为所述天线的工作频率所对应的介质波长。n个所述单列天线包括：n个馈电端口，其中，所述n个馈电端口之间通过所述微带线馈电网络连接。所述微带线馈电网络包括：与所述n个馈电端口对应的n条阻抗匹配馈线，其中，所述n条阻抗匹配馈线与所述n个馈电端口一一对应，所述n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接。所述n＝6，所述m＝2，所述k＝5。所述微带线馈电网络还包括：馈线端口，用于连接射频芯片信号的输出端口。
71.可以理解的是，上述雷达中应用了上述任一项所述结构的天线，其中，单列天线阵中包含k个辐射单元，为了降低单列天线阵之间的互耦，采用将k个辐射单元以交错的梳状排布方式排列；采用该排布方式同时解决了阵面大角度扫描时，对单列天线阵之间的小间距排布要求；设置n个单列天线阵的结构、尺寸保持一致，各个单列天线阵并排直线排列，列与列之间间距d1＝0.4λg，其中，λg为天线的工作频率所对应的介质波长；单列天线阵通过微带线馈电网络连接形成天线阵面，其中，微带线馈电网络经过了优化设计，通过各单列天线阵的馈电端口与优化后的微带线馈电网络相连，可使n个单列天线对应的馈电端口幅度和相位不同；如附图8所示，馈电网络中包含n个馈电端口，且与n个馈电端口对应有n条阻抗匹配馈线，且n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接；具体而言，上述m＝2、n＝6、k＝5；此外微带线馈电网络还包括一个馈线端口，该馈线端口用于连接射频芯片信号的输出端口。
72.需要说明的是，上述雷达可用于高级驾驶辅助系统，具体而言，可应用于汽车、游轮等交通工具，本技术对此不做限制。
73.通过上述雷达，可以兼顾短距、中距、长距的驾驶场景，帮助驾驶员感知汽车周围环境，辅助驾驶员进行安全驾驶，大大降低交通事故的发生率。
74.根据本技术实施例的又一方面，还提供了一种天线调整方法，应用于上述任一项所述的天线，包括：
75.图18为根据本发明实施例的一种可选的天线调整方法的流程示意图，如图18所示，包括以下步骤：
76.步骤s1802：采用遗传算法计算所述天线所需的阻抗匹配馈线的长度与宽度，得到阻抗匹配馈线的长度和宽度；
77.步骤s1804：根据所述阻抗匹配馈线的长度和宽度改变与所述阻抗匹配馈线相连的单列天线阵输入信号的幅度与相位。
78.可以理解的是，为了实现天线水平面宽波束，需要对单列天线阵的输入信号的幅度与相位数值进行修改，而微带线馈电网络中的阻抗匹配馈线的长度与宽度会影响与之相连的单列天线阵的输入信号的幅度与相位，因此，可以采用遗传算法，通过软件优化得到各单列天线阵输出信号所需的幅度与相位，根据电磁场理论中幅度、相位与馈线宽度、长度的计算公式计算得到所需的阻抗匹配馈线的长度与宽度，并依据结果进行修改，实现水平面宽波束的技术效果。在一个示例性实施例中，所述方法还包括：改变芯片信号输出端口的幅度和相位，得到修改后的天线子阵面的输入信号的幅度和相位，其中，所述芯片信号输出端口与所述天线子阵面的馈线端口相连；通过采用遗传算法，结合所述天线子阵面输入信号的幅度和相位与所述单列天线阵输入信号的幅度和相位，改变天线的水平面波束宽度。
79.根据天线水平面波束宽度110
°‑
130
°
的变化目标，可以采用遗传算法，通过软件优化得到天线子阵面输入信号所需要的幅度和相位，根据得到的天线子阵面输入信号的幅度
与相位，结合单列天线阵输入信号的幅度和相位，实现天线水平面波束宽度的改变。
80.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
81.为了进一步理解该天线内部实现原理，图10是根据本技术实施例的一种可选的微带线馈电网络结构示意图，如图10-11所示。通过对应的函数关系计算，按照需要的单列天线阵输入信号的幅度与相位，改变该微带线馈电网络中的阻抗匹配馈线63-68以及73-78的长度与宽度，可分别改变与之相连接的单列天线阵输入信号的幅度与相位，并根据对应的映射关系，结合改变总输入端口61和71的幅度与相位，可实现水平面宽波束120
°
的要求。
82.图12是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图，如图12所示，天线水平面波束宽度在110
°
～130
°
范围内变化，同时在水平面
±
60
°
的覆盖范围内，天线的辐射信号强度起伏《2db。
83.如图13所示，该天线包含3个天线子阵面，可由天线子阵面1、2、3依次组合形成低副瓣、宽波束天线；组合排序分别是“天线子阵面1+天线子阵面2”、“天线子阵面2+天线子阵面3”；如图16所示天线，包含6个天线子阵面，可由子阵面1-6中的3个子阵面为一组依次组合形成低副瓣、宽波束天线；组合排序分别是：“天线子阵面1+天线子阵面2+天线子阵面3”、“天线子阵面2+天线子阵面3+天线子阵面4”、“天线子阵面3+天线子阵面4+天线子阵面5”、“天线子阵面4+天线子阵面5+天线子阵面6”。
84.在具体应用过程中，采用2个天线子阵面的雷达进行探测时仅能探测到物体的存在，采用本技术实施例的m个天线子阵面中的n个天线子阵面依次组合形成的低副瓣、宽波束天线(m≥2，n≥2,m≥n，且m、n均为正整数)，可以使得应用虚拟孔径技术的接收天线数量增加，雷达探测链路的接收增益更高，从而使雷达对物体进行探测时，不但能识别物体存在还能更精准的识别出物体的形状、大小等，以对车辆周围的情况进行更精准的识别，帮助用户及时避免驾驶过程中可能出现的问题，为用户安全驾驶带来更好的使用体验。
85.需要说明的是，在本技术实施例中，子阵面1输入端口相位φ13、子阵面2输入端口相位φ14、子阵面3输入端口相位φ15；其中：φ14-φ13＝30
°
，φ15-φ14＝40
°
。
86.图14是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图，具体而言，是如图13所示天线中“天线子阵面1+天线子阵面2”的天线辐射水平面方向图；图15是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图，具体而言，是如图13所示天线中“天线子阵面2+天线子阵面3”的天线辐射水平面方向图。
87.图17是根据本技术实施例的一种可选的天线辐射水平面方向示意图，如图17所示。具体而言，图17为如图16所示天线中3个单列天线阵为一组组合时形成的天线辐射水平面方向图。
88.需要说明的是，附图5中，子阵面1输入端口相位φ16、子阵面2输入端口相位φ17、子阵面3输入端口相位φ18；其中：φ17-φ16＝15
°
，φ18-φ17＝20
°
。
89.可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的
示例，本实施例在此不再赘述。
90.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本技术的各模块或各步骤可以用通用的计算系统来实现，它们可以集中在单个的计算系统上，或者分布在多个计算系统所组成的网络上，可选地，它们可以用计算系统可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储系统中由计算系统来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本技术不限制于任何特定的硬件和软件结合。
91.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种天线，其特征在于，包括：通过微带线馈电网络连接的m个天线子阵面，其中，所述m个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括n个单列天线阵，所述n个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括k个等间距设置的辐射单元，所述k个辐射单元的宽度或长度各不相同，m，n和k均为正整数。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述任一单列天线阵包括：交错排列，且为梳状的k个辐射单元，其中，所述k个辐射单元中的第a个辐射单元和第b个辐射单元的对应方向相反，a为奇数，b为偶数。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述n个单列天线阵之间任意两个单列天线阵的间距d1＝0.4
×
λg，其中，所述λg为所述天线的工作频率所对应的介质波长。4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，n个所述单列天线包括：n个馈电端口，其中，所述n个馈电端口之间通过所述微带线馈电网络连接。5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述微带线馈电网络包括：与所述n个馈电端口对应的n条阻抗匹配馈线，其中，所述n条阻抗匹配馈线与所述n个馈电端口一一对应，所述n条阻抗匹配馈线之间通过馈线网络连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的天线，其特征在于，所述n＝6，所述m＝2，所述k＝5。7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述微带线馈电网络还包括：馈线端口，与所述阻抗匹配馈线连接，用于连接射频芯片信号的输出端口。8.一种雷达，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的天线。9.一种天线调整方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的天线，包括：采用遗传算法计算所述天线所需的阻抗匹配馈线的长度与宽度，得到阻抗匹配馈线的长度和宽度；根据所述阻抗匹配馈线的长度和宽度改变与所述阻抗匹配馈线相连的单列天线阵输入信号的幅度与相位。10.根据权利要求9所述的天线调整方法，其特征在于，所述方法还包括：改变芯片信号输出端口的幅度和相位，得到修改后的天线子阵面输入信号的幅度和相位，其中，所述芯片信号输出端口与所述天线子阵面的馈线端口相连；采用遗传算法，结合所述天线子阵面输入信号的幅度和相位与所述单列天线阵输入信号的幅度和相位，改变天线的水平面波束宽度。

技术总结
本申请公开了一种天线、雷达及天线调整方法，其中，上述天线包括：通过微带线馈电网络连接的M个天线子阵面，其中，M个天线子阵面中的任一天线子阵面均包括N个单列天线阵，N个单列天线阵中的任一单列天线阵均包括K个等间距设置的辐射单元，K个辐射单元的宽度或长度各不相同，其中，M，N，K均为正整数；采用上述技术方案，解决了相关技术中，在实现雷达水平面宽波束覆盖目标时，天线的结构复杂、成本高等问题。成本高等问题。成本高等问题。


技术研发人员：任辉 王博明 蒋沅臻 赵娜 张国俊
受保护的技术使用者：中兴通讯股份有限公司
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2023/8/1