隨著汽車工業(yè)和社會的發(fā)展，在未來幾十年里，汽車將獲得與人類相似的能力，在無法預(yù)測的環(huán)境中自主安全駕駛，無人駕駛汽車將逐漸取代由人類駕駛的普通汽車；在這個從普通汽車到無人駕駛汽車過渡的過程中，毫米波防撞雷達(dá)作為無人駕駛汽車的“眼睛”，其具有穩(wěn)定的探測性能，不受被測物體表面形狀、顏色等因素影響；對大氣紊流、氣渦流等具有適應(yīng)性，可以保證雷達(dá)探測系統(tǒng)在任何天氣情況下正常運行，非常適合公路交通探測環(huán)境。

1.汽車防撞雷達(dá)介紹

應(yīng)用于汽車的防撞雷達(dá)一般工作在兩個頻段：24GHz-24.25GHz和76GHz-81GHz；工作在24GHz頻段的防撞雷達(dá)一般安裝在汽車后向，實現(xiàn)盲區(qū)監(jiān)測（BSD），變道輔助（LCA）以及倒車側(cè)向警告（RCTA）等功能；工作在76GHz-81GHz頻段的毫米波防撞雷達(dá)一般安裝在汽車前向，用于實現(xiàn)自適應(yīng)巡航（ACC），緊急制動（AEB）等功能。汽車防撞雷達(dá)不同功能覆蓋區(qū)域如圖1所示：

圖1 防撞雷達(dá)波束覆蓋區(qū)域示意圖

本文所介紹的波束賦形陣列天線工作在77GHz-79GHz，作為安裝在汽車后向毫米波防撞雷達(dá)的一部分，用于實現(xiàn)BSD，LCA和RCTA功能；相對實現(xiàn)同樣功能工作在24GHz的防撞雷達(dá)，工作在77GHz頻率的雷達(dá)具有更高的速度探測精度，更遠(yuǎn)的探測距離，更好的目標(biāo)探測分辨率以及更小的尺寸，更易集成在后保險杠或汽車尾燈中等優(yōu)勢。

2波束賦形陣列天線的設(shè)計

2.1串饋微帶貼片陣列天線

微帶天線具有低剖面，重量輕，便于加工，成本低廉，易于與微波電路集成等優(yōu)點；將微帶貼片天線串聯(lián)饋電組成駐波線陣，能夠滿足高增益低副瓣等要求，適合用作毫米波防撞雷達(dá)天線。

2.1.1理論分析
微帶貼片天線可看做一個場量在橫向沒有變化的開路諧振器[2]，其輻射場由貼片長度方向兩側(cè)開路縫隙產(chǎn)生，如圖2所示

圖2 矩形微帶貼片天線

通過微帶傳輸線將貼片串聯(lián)組成串饋駐波陣，貼片間距為；其示意圖如圖3所示

圖3 串饋微帶貼片線陣結(jié)構(gòu)示意圖

在串饋微帶貼片陣列中，每個貼片天線的寬度正比于貼片天線等效導(dǎo)納，而等效導(dǎo)納又正比于該貼片的激勵功率；因此通過并調(diào)節(jié)線陣中每個貼片的寬度，可以改變該天線的激勵功率，從而實現(xiàn)線陣激勵的錐削分布，滿足防撞雷達(dá)天線在俯仰面對于低副瓣的要求。

2.1.2 仿真設(shè)計

根據(jù)增益與波束寬度的要求確定該串饋微帶貼片線陣單元數(shù)為10，副瓣電平小于-20dB；采用厚度為5mil的RO3003介質(zhì)基板，經(jīng)理論分析與仿真軟件優(yōu)化。仿真模型如圖4所示