塑料金属化3D波导天线为新一代汽车雷达带来变革 留言

塑料金属化3D波导天线为新一代汽车雷达带来变革

Ulf Huegel、Alejandro Garcia-Tejero、Rafal Glogowski、Eugen Willmann、Michael Pieper和Francesco Merli，HUBER+SUHNER

为了寻找高效、紧凑的辐射方向图，同时生产制造成本有足够的竞争力，HUBER+SUHNER的工程师们自2000年代初以来一直致力于塑料金属化技术的研究。在克服并开创了多项新技术后，成功设计、制造并验证了具有紧凑外形的轻量化3D波导天线。

得益于更高的辐射效率、方向图稳定及更大带宽等特点，该天线在汽车领域越来越受到追捧。这项工作回顾了HUBER+SUHNER成为3D波导雷达天线供应商的历程。^1,2

起源：毫米波信号回传

第一款塑料金属化3D波导天线(图1)由HUBER+SUHNER设计，并从2006年开始在该公司生产。^3,4 该产品工作在V波段和E波段(分别为57-66GHz和71-86GHz)，在符合国际法规⁵的同时，为毫米波信号回传提供更高增益和更小尺寸的解决方案。

基于设计需求，HUBER+SUHNER同时采用了多种新颖的设计，通过单一馈源将信号等幅等相馈入1024到4096不等个辐射通道。该设计得到了信号非常集中的笔形波束辐射方向图（方向性分别为38至43dBi），和可控的副瓣电平及稳定的频点增益（图2）。

高Q值滤波器和双工器也是用同样的技术制造的。该技术也直接体现出更多的优势，更紧凑的机械结构和固定概念，进一步实现了一种全新的集成式点对点毫米波无线回传系统SL60（图3a）³。图3b显示的是最新V波段天线和双工器组合设计。

解决城市带宽需求挑战

Terragraph⁶项目推动HUBER+SUHNER塑料金属化天线演变到了下一阶段，需求从点对点连接转向多点对多点的无线分布网络应用。该项目旨在为更多的人提供快速的互联网接入，在光纤使用成本较高的市场上部署更快、更有效的千兆连接。借鉴57-66GHz频谱宽带特性，HUBER+SUHNER提供天线解决方案，助其搭建了第一批持续、可靠连接的技术验证框架（图4）。

多通道的演变

多点到多点的无线网络分配也同时推动HUBER+SUHNER塑料金属化天线从单信道发展到多信道；设计和生产了一款36通道垂直极化天线。通过多通道天线设计形成的主波束，将通信链路指向所需的地方。图5显示了天线水平面±35度内全覆盖，同时保持29dBi以上的实际增益。

设计和生产多通道天线也极大地影响着测试。早在2016年，HUBER+SUHNER工程师就设计了一个半自动化的系统来测试所有通道，并确保交付产品的质量。

最后，几个通道的同时使用要求天线和有源器件之间要有更高的集成度。因此我们开发了一种专用的射频接口，将天线直接安装在印刷电路板（PCB）上，不需要再使用波导法兰，以提高产品的整体紧凑性，实现更高的性能。⁷

77GHz汽车MIMO雷达：最有效点

HUBER+SUHNER将塑料金属化天线引入通信市场后，于2016年将该技术引入汽车雷达应用⁸，并在2018年进行首次展示⁹。从那时起，多种天线方案和传感器方案得到设计、生产和验证，用以解决这两款产品应该如何开发并集成在新的生态系统中。

由于大多数设备制造商(OEM)和一级供应商需要在保密状态下对天线进行高度定制设计，因此本文仅介绍HUBER+SUHNER内部天线和

原文始发于微信公众号（actMWJC）