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基于环形馈线的 77GHz 毫米波微带天线
Published in 2017
近年来，行驶车辆数量和平均驾驶时间都呈现剧增趋势，无人驾驶/辅助驾驶成为了竞相追捧的未来科技。汽车防撞毫米波雷达作为无人驾驶/辅助驾驶的关键技术，将得到广泛应用。未来可用于汽车防撞毫米波雷达的目标频段有 24GHz、28GHz、60GHz 以及 77GHz 等，其中 77GHz 可拥有 230m 的较长探测距离。本文提出一种基于环形馈线的 77GHz 毫米波微带天线，包括 4 个结构完全相同的天线单元和环形馈线，其中 4 个天线单元均匀分布在环形馈线的圆周上，并指向环形馈线的圆心；每个天线单元包括3个通过微带线连接的贴片，每个天线单元通过微带线与环形馈线连接。利用这种结构，能够方便天线单元组成阵列，并实现整体结构的阻抗匹配设计，由于其中的简单结构单元均朝向内侧圆心，达到了节省空间的效果，使得天线整体结构更为紧凑。本文工作是利用 COMSOL Multiphysics® 软件 RF 模块进行设计的，学习参考了案例库中的“微带贴片天线”模型。贴片和地板均设置为完美电导体，馈电结构设置为集总端口，吸收边界设置为完美匹配层。通过设置与结构相适应的网格精度，与其他电磁场全波数值计算方法进行了较好的对比验证。结果标明，本文提出天线位于 77GHz 中心谐振频率，可实现反射系数低于 -28.3dB、增益高于 8.9dBi、以及多波束辐射特性。
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