本發(fā)明涉及水平極化波天線，并且更具體地，涉及一種使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線，該水平極化波天線通過在使用現(xiàn)有的串聯(lián)布置模式的同時構(gòu)造電流向量來產(chǎn)生水平極化波。

背景技術(shù)：

安裝在車輛等上的雷達系統(tǒng)涉及用于實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)(ITS)的技術(shù)，并且是已經(jīng)得到發(fā)展以便通過感測其它車輛或物體來預(yù)先防止由于惡劣天氣條件或駕駛員的粗心大意而可能發(fā)生的事故的車輛安全驅(qū)動系統(tǒng)。

這種車輛雷達系統(tǒng)在具有不同角度的各種極化波(例如，垂直極化波、水平極化波、圓形極化波和45度極化波)當(dāng)中根據(jù)需要單獨地使用優(yōu)選極化波，以便在感測反射物時使雷達性能最大化。例如，當(dāng)存在許多垂直結(jié)構(gòu)時，使用水平極化波天線。當(dāng)存在許多水平結(jié)構(gòu)時，使用垂直極化波天線。當(dāng)天氣可能影響時，使用圓形極化波天線。此外，當(dāng)需要垂直性能與水平性能之間的中間性能時，使用45度極化波天線。

另外，當(dāng)雷達系統(tǒng)被安裝在車輛上時，用于安裝雷達系統(tǒng)的部分由各種結(jié)構(gòu)(諸如，保險杠內(nèi)的超聲傳感器、車號牌、霧燈、以及支承結(jié)構(gòu))限制，除了限制雷達系統(tǒng)的尺寸以外，別無選擇。然而，為了具有小探測角度內(nèi)的空間分辨率，平面式天線需要具有長的高度分量的傳輸線和具有寬區(qū)域的輻射元件，使得雷達系統(tǒng)的整體尺寸增大。

因此，本實施方式提出了一種能夠在保持雷達系統(tǒng)的整體尺寸小的同時實現(xiàn)具有高分辨率的水平方向性的水平極化波天線。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，已經(jīng)做出本發(fā)明來解決相關(guān)領(lǐng)域中的上述問題，而且本發(fā)明的目的是提供一種使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線，該水平極化波天線在通過按照連續(xù)彎曲的方式形成多個貼片元件(patch element)而保持雷達系統(tǒng)的整體尺寸小的同時，通過在使用現(xiàn)有的串聯(lián)布置模式的同時構(gòu)造在相應(yīng)的貼片元件中流動的電流的向量來產(chǎn)生高分辨率的水平極化波。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)一個實施方式，提供了一種使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線。該水平極化波天線包括：饋線，所述饋線被配置為接收從安裝到車輛的饋送單元供應(yīng)的電流；以及貼片天線單元，所述貼片天線單元被安裝為在相對于車輛垂直的方向上連續(xù)地延伸，并且被配置為在水平方向上輻射電磁波。

所述貼片天線單元可以包括多個第一貼片元件和多個第二貼片元件，所述多個第一貼片元件和所述多個第二貼片元件在具有按照之字形(zigzag)形式彎曲的形狀的同時被安裝為在相對于地面垂直的方向上連續(xù)地延伸。

所述多個第一貼片元件可以被布置為相對于與所述車輛平行的直線以預(yù)定的第一彎曲角度傾斜，并且所述多個第二貼片元件可以被布置為相對于與所述車輛平行的直線以預(yù)定的第二彎曲角度傾斜。

所述第一彎曲角度和所述第二彎曲角度彼此大小相等，使得分別在所述第一貼片元件和所述第二貼片元件中流動的電流的向量和相對于所述車輛是水平的。

當(dāng)電流從所述饋線入射到所述貼片天線單元上時，從連接到所述饋線的所述第一貼片元件輻射電磁波，然后，在連接到所述第一貼片元件的所述第二貼片元件中可以產(chǎn)生輻射，使得直到所述貼片天線單元的末端(terminal end)貼片元件都可以輻射電磁波。

此外，所述第一貼片元件和所述第二貼片元件是使用相同的材料一體形成的。

所述第一貼片元件和所述第二貼片元件中的每一個都可以具有在所述饋線中流動的電流的1/2波長的長度。

在貼片天線元件的與所述饋線連接的一端相對的另一端處，所述天線還可以包括被配置為高效地輻射剩余功率的天線元件或者被配置為吸收剩余功率的匹配末端元件。

如上所述，利用根據(jù)本實施方式的使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線，可以在相對于地面垂直的方向上串聯(lián)布置整個天線的同時通過構(gòu)造電流布置來實現(xiàn)平行于地面的水平極化波。

此外，通過按照連續(xù)彎曲的方式形成不僅用作輻射元件而且用作傳輸線的多個貼片元件，能夠在通過使天線的高度分量和寬度分量保持小來確保設(shè)計的自由度的同時產(chǎn)生具有高分辨率的角分辨率的水平極化波。

此外，因為所述水平極化波天線具有多個貼片元件被形成為連續(xù)地彎曲的簡單結(jié)構(gòu)，所以容易設(shè)計該天線。

附圖說明

根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細描述，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征和優(yōu)點將更加明顯，在附圖中：

圖1A是示意性地例示根據(jù)一個實施方式的串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線的平面圖；

圖1B是示意性地例示根據(jù)另一實施方式的串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線的平面圖；

圖2是例示被構(gòu)成為經(jīng)由饋線供應(yīng)的在貼片元件中流動的電流的向量的方向的圖；以及

圖3是例示根據(jù)一個實施方式的使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線的輻射模式特征的曲線圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖詳細地描述根據(jù)本實施方式的使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線。

根據(jù)下文中參照附圖詳細描述的實施方式，本發(fā)明的優(yōu)點和特性以及實現(xiàn)它們的方法將變得明顯。

然而，本發(fā)明不限于如下描述的實施方式，而是可以按照多種形式實施。提供這些實施方式，僅為了使本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思完全公開并且向本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完整地告知技術(shù)構(gòu)思的范圍。本發(fā)明的范圍僅基于權(quán)利要求確定。

此外，在描述實施方式時，當(dāng)相關(guān)的公知技術(shù)等可能使本發(fā)明的要點相當(dāng)不清楚時，將省略相關(guān)的公知技術(shù)等的詳細描述。

另外，盡管諸如“第一”和“第二”這樣的術(shù)語可以用于描述實施方式的組成元件，但是這些術(shù)語僅用于將這些組成元件與其它組成元件區(qū)分開，并且相應(yīng)組成元件的本質(zhì)、順序、序列等不受這些術(shù)語的限制。

此外，下文要使用的術(shù)語“饋線”可以被理解為傳輸線的意思。也就是說，連接到饋送單元的部分可以被稱為饋線，而且與饋送單元間隔預(yù)定距離或更大距離的線可以被稱為傳輸線。然而，因為饋線和傳輸線可以根據(jù)需要被配置為單條線，所以饋線和傳輸線可以被統(tǒng)稱為饋線或傳輸線。

此外，下文要使用的術(shù)語“貼片元件”意指輻射信號的輻射區(qū)域(或輻射元件)。也就是說，貼片元件可以是設(shè)置在傳輸線上的輻射貼片，或者可以意指傳輸線上的由于傳輸線的厚度變化或彎曲而輻射信號的區(qū)域。在下文中，雖然為了方便描述和幫助理解而將輻射區(qū)域稱為貼片元件，但是輻射區(qū)域應(yīng)該被理解為上述輻射信號的區(qū)域。

圖1A和圖1B是各自示意性地例示根據(jù)一個實施方式的串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線的平面圖。

根據(jù)一個實施方式的水平極化波天線100是安裝到車輛等的向空間發(fā)送電磁波/從空間接收電磁波以便發(fā)送/接收極化波(行波、駐波等)的設(shè)備。水平極化波天線100可以包括：饋線110，其被配置為從安裝到車輛的饋送單元接收電流；貼片天線單元120，其由當(dāng)被安裝為相對于車輛垂直延伸時水平地輻射電磁波的多個第一貼片元件121a、121b、121c等以及多個第二貼片元件122a、122b、122c等構(gòu)成；以及介電板130，該介電板130包括形成在其后表面上的接地板。

首先，本實施方式的饋線110在其一縱向端處與安裝在車輛中(在圖1A和圖1B的下側(cè)處)的饋送單元電連接，以便從饋送單元接收電流。從饋送單元提供的電流具有波長λ_g的正弦波形狀。當(dāng)開始向本實施方式的饋線110提供電流時，每個具有半波長λ_g/2的饋送電流被形成并沿彎曲方向流至隨后要描述的貼片天線單元的第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等。

其次，本實施方式的貼片單元120包括當(dāng)被安裝為相對于地面或車輛沿垂直方向延伸時在水平方向上輻射電磁波的多個第一貼片元件121a、121b、121c等和多個第二貼片元件122a、122b、122c等。

更具體地，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等在具有相鄰的第一貼片元件和第二貼片元件之間形成預(yù)定角度γ的彎曲形狀的同時被完全安裝為按照串聯(lián)方式延伸。換句話說，假定與地面平行的直線(即，與安裝貼片元件以延伸的方向垂直的直線)是虛擬直線X并且與地面垂直的直線(即，與安裝貼片元件以延伸的方向平行的直線)是虛擬直線Y，第一貼片元件121a、121b、121c等中的每一個被設(shè)置為相對于虛擬直線X在正(+)方向上傾斜預(yù)定的第一彎曲角度α，第二貼片元件122a、122b、122c等中的每一個被設(shè)置為相對于虛擬直線X在負(-)方向上傾斜預(yù)定的第二彎曲角度β，并且第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等被安裝為沿著虛擬直線Y按照以之字形形式彎曲的方式延伸。

另外，圖1A和圖1B中的每一個例示了根據(jù)一個實施方式的安裝為相對于地面以各種彎曲角度垂直延伸的水平極化波天線。此時，第一貼片元件121a的第一彎曲角度α和第二貼片元件122a的第二彎曲角度β可以被設(shè)置為任意角度。然而，為了增加水平極化波的效果并且提高天線效率，理想的是將第一彎曲角度α和第二彎曲角度β的大小設(shè)置為彼此相等，并且將第一貼片元件121a和第二貼片元件122a之間的彎曲角度γ設(shè)置為盡可能地小。

利用該構(gòu)造，本實施方式中的第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等中流動的相應(yīng)電流的向量的和可以水平于(horizontal to)虛擬直線X，如圖2所示，并且貼片天線單元120的極化波平面(電場方向)也可以水平于虛擬直線X。此外，由于這個原因，當(dāng)在陣列天線100垂直于地面布置的狀態(tài)下使用陣列天線100時，可以直線地發(fā)送/接收水平于地面的極化電磁波。

此外，在一個實施方式中，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等使用相同材料一體模制，使得每個貼片元件不僅用作輻射元件，而且還用作傳輸線。也就是說，在一個實施方式中，當(dāng)電流從傳輸線110入射到貼片天線單元120上時，開始時在第一貼片元件121a中產(chǎn)生共振，因此首先輻射電磁波，然后電流從第一貼片元件121a流到第二貼片元件122a，使得由于在它們之間的彎曲部分中的阻抗的突變而在第二貼片元件122a中產(chǎn)生輻射。以這種方式，當(dāng)在第二貼片元件122a中產(chǎn)生電磁波的輻射時，第二貼片元件122a還用作輻射元件，并且由于該原理，直到貼片天線120的末端貼片元件都實施電磁波的輻射。以這種方式，由于貼片元件121a、121b、121c等和122a、122b、122c等不僅用作輻射元件，而且用作傳輸線，并且不需要單獨的傳輸線，因此根據(jù)一個實施方式的水平極化波天線100的有利之處可以在于，能夠在縮短天線的長度的同時提高天線的效率。

另選地，第一貼片元件121a、121b、121c等是輻射元件，并且第二貼片元件122a、122b、122c等可以是傳輸線。也就是說，輻射貼片被設(shè)置為在傳輸線上彼此間隔開預(yù)定間距。在這種情況下，由于輻射貼片是第一貼片元件121a、121b、121c等，并且輻射貼片的寬度和傳輸線的寬度變得彼此不同，因此形成在輻射貼片之間的每條傳輸線可以用作第二貼片元件122a、122b、122c等。當(dāng)然，第一貼片元件121a、121b、121c等可以是傳輸線，并且第二貼片元件122a、122b、122c等可以是輻射貼片。另選地，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等可以是傳輸線。也就是說，通過使用由于傳輸線的彎曲和寬度變化而在傳輸線上輻射信號的特性，能夠在沒有單獨的輻射貼片的情況下執(zhí)行天線功能。另選地，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等兩者均可以是輻射貼片。在這種情況下，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等也可以執(zhí)行傳輸線的功能。

此外，第一貼片元件121a和第二貼片元件122a中的每一個的長度L₁或L₂為饋線110中流動的電流的約1/2波長(例如，λ_g/2)，并且相對的端部可以在傾斜方向上具有相同的長度。然而，貼片元件的長度可根據(jù)需要不同地適用。

此外，因為貼片天線單元120具有連續(xù)彎曲的形狀，所以它的寬度可以根據(jù)需要可變地調(diào)整。此時，第一貼片元件121a和第二貼片元件122a的彎曲寬度W1和W2可以形成為彼此相等，或者可以形成為如圖1所示的彼此不同。因此，在第一貼片元件121a和第二貼片元件122a的寬度彼此相等的情況下，因為各貼片元件的阻抗彼此接近，并且由于彎曲而產(chǎn)生輻射，所以能夠基于彎曲程度來調(diào)整電流量，而在第一貼片元件121a和第二貼片元件122a的寬度彼此不同的情況下，因為各貼片之間的阻抗差和彎曲而產(chǎn)生輻射，所以能夠基于寬度差和彎曲程度來調(diào)整電流量。以這種方式，能夠根據(jù)天線所需的各種規(guī)格、特性等來可變地調(diào)整貼片元件的寬度W₁和W₂中的每一個。例如，第一貼片元件121a的寬度W1可以被設(shè)置為大于第二貼片元件122a的寬度W2。

至此，已經(jīng)描述了根據(jù)本實施方式的貼片天線單元120的形狀。然而，貼片天線單元120可以根據(jù)需要被制成各種形狀，而不限于上述形狀，只要貼片天線120的形狀可以使得在各個貼片元件121a、121b、121c等和122a、122b、122c等中流動的電流的合成向量能夠水平定向，具體地，為了減少功率損耗，第一貼片元件121a、121b、121c等和第二貼片元件122a、122b、122c等的彎曲部分可以根據(jù)彎曲方向按照平滑曲線方式形成。

最后，可以通過在其后表面上形成有導(dǎo)體接地板的介電板130(例如，PCB)上刻蝕輻射圖案來制造所有的貼片元件120，但是不限于此。

此外，在與饋線110相連接的一端相對的另一端處，天線元件120還可以設(shè)置有被配置為高效地輻射剩余功率的天線元件或者被配置為吸收剩余功率的匹配末端元件(未示出)。該匹配末端元件通過執(zhí)行匹配功能來執(zhí)行輻射流入饋線端部的所有電流的功能，并因此能夠防止電流通過在饋線的末端處被反射而向饋送單元返回。

如上所述，根據(jù)本實施方式，使用串聯(lián)饋送模式的水平極化波天線能夠在相對于地面垂直的方向上串聯(lián)布置整個天線的同時通過構(gòu)造電流布置來實現(xiàn)平行于地面的水平極化波。

此外，通過按照連續(xù)彎曲的方式形成不僅用作輻射元件而且用作傳輸線的多個貼片元件，能夠在通過使天線的高度分量和寬度分量保持小來確保設(shè)計的自由度的同時產(chǎn)生具有高分辨率的角分辨率的水平極化波。

此外，因為所述水平極化波天線具有多個貼片元件被形成為連續(xù)地彎曲的簡單結(jié)構(gòu)，所以容易設(shè)計該天線。

盡管在上文已經(jīng)參照各實施方式詳細地描述了本發(fā)明，然而技術(shù)構(gòu)思不必限于這些實施方式，而且可以在不脫離技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)進行各種修改。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2015年10月22日提交的韓國專利申請No.10-2015-0147485的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請出于所有目的通過引用方式被并入本文中，如同在本文中進行完全闡述一樣。