專利名稱：用于產(chǎn)生至少三個(gè)不同的天線輻射圖的耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生至少三個(gè)不同的天線輻射圖的耦合裝置。
背景技術(shù)：
為了通過(guò)雷達(dá)信號(hào)確定速度和距離，發(fā)射出例如汽車技術(shù)中為24，125GHz的雷達(dá)脈沖，并且確定和分析所述雷達(dá)脈沖的傳播時(shí)間。對(duì)于環(huán)視，即確定汽車周圍的目標(biāo)特性，以便實(shí)現(xiàn)不同的駕駛員輔助或安全功能，不同的天線輻射圖是有利的。用于環(huán)視的公知技術(shù)采用單脈沖接收器或數(shù)字波束形成方案以及可連續(xù)擺動(dòng)的天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了用于借助兩個(gè)天線產(chǎn)生至少三個(gè)不同的天線輻射圖的耦合裝置，該耦合裝置具有一個(gè)用于將天線信號(hào)功率分配到兩個(gè)天線線路上的裝置和一個(gè)在這些天線線路的一個(gè)中的三態(tài)開(kāi)關(guān)，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)可輸入的控制信號(hào)可以被控制在三個(gè)傳輸狀態(tài)下，以便為兩個(gè)天線供給天線信號(hào)功率，它導(dǎo)致不同的天線輻射圖，通過(guò)本發(fā)明的上述措施可以將硬件以及處理成本保持得很小。與現(xiàn)有的解決方案相比，無(wú)需其它硬件耗費(fèi)，天線輻射圖可供多次使用，并且因此為接收側(cè)的信號(hào)處理提供更多的信息。因此可以更好地利用不同的功能，例如“盲點(diǎn)探測(cè)”或“變道輔助”。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。
圖中示出圖1示出一個(gè)耦合裝置，其在兩個(gè)天線的天線信號(hào)之間的相移為90°，圖2示出一個(gè)耦合裝置，其在兩個(gè)天線的天線信號(hào)之間的相移為180°，圖3示出一個(gè)耦合裝置，其在兩個(gè)天線的天線信號(hào)之間的相移為0°，圖4示出相對(duì)于三態(tài)開(kāi)關(guān)的第一開(kāi)關(guān)狀態(tài)的傳輸相位，圖5示出在三態(tài)開(kāi)關(guān)的三個(gè)不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的傳輸(Transmission)，圖6示出在三態(tài)開(kāi)關(guān)的三個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的輸入匹配，圖7示出三態(tài)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)，圖8至10為用于三態(tài)開(kāi)關(guān)的三個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的兩個(gè)天線的疊加的天線輻射圖。
具體實(shí)施例方式
圖1至3分別示出根據(jù)本發(fā)明的耦合裝置的電路原理圖。由雷達(dá)信號(hào)處理裝置(未示出)提供的天線信號(hào)功率通過(guò)裝置1、特別是一個(gè)3dB(分貝)的耦合器被均勻分配到兩條發(fā)射天線線路上。在一個(gè)引向發(fā)射天線2的天線線路上設(shè)有一個(gè)三態(tài)開(kāi)關(guān)3。另一線路直接引向通常與發(fā)射天線2相同的發(fā)射天線4。三態(tài)開(kāi)關(guān)3可以被控制信號(hào)控制到三個(gè)傳輸狀態(tài)下，這導(dǎo)致這些單個(gè)天線的相應(yīng)的天線輻射圖的疊加導(dǎo)致三個(gè)不同的總天線輻射圖。三態(tài)開(kāi)關(guān)3的三個(gè)不同的傳輸狀態(tài)通過(guò)加載三個(gè)不同的控制電壓來(lái)產(chǎn)生。
下表列出了這些狀態(tài)

同樣如圖1所示，在控制電壓為0伏時(shí)三態(tài)開(kāi)關(guān)3在狀態(tài)1下截止。這些天線信號(hào)的相移為90°，但這在此是無(wú)關(guān)緊要的，因?yàn)樵谶@種情況下天線2不含有發(fā)射信號(hào)。在圖2中三態(tài)開(kāi)關(guān)3導(dǎo)通。控制電壓為+2伏，并且天線2和4的發(fā)射信號(hào)之間的相移ΔΦ為180°。在圖3中，三態(tài)開(kāi)關(guān)3加載有-2伏的控制電壓。相位差ΔΦ為0°。
圖4至6示出在3個(gè)狀態(tài)0、1、2中三態(tài)開(kāi)關(guān)3的相位特性曲線的模擬結(jié)果，例如在頻率為24.125GHz時(shí)。圖4示出相對(duì)于狀態(tài)0(iso)的傳輸相位(S21)，圖5示出在三個(gè)工作狀態(tài)下的傳輸(S21)，圖6示出在三個(gè)工作狀態(tài)下的輸入匹配(S11)。
根據(jù)圖7，三態(tài)開(kāi)關(guān)3有利地通過(guò)一個(gè)環(huán)形耦合器、特別是一個(gè)環(huán)形波導(dǎo)耦合環(huán)7(6×λ/4-耦合器)以平面帶狀線技術(shù)具有兩個(gè)作為開(kāi)關(guān)的二極管5和6和用于HF天線信號(hào)的輸入端8和輸出端9來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)控制線10為這三個(gè)狀態(tài)0、1、2供給控制電壓。有利的是，二極管對(duì)5和6設(shè)置在環(huán)形波導(dǎo)耦合環(huán)7的內(nèi)部，其中二極管對(duì)的第一接線端連接到環(huán)形波導(dǎo)耦合環(huán)7的彼此相位偏移的連接點(diǎn)，第二接線端共同地連接到DC地(點(diǎn)11)和HF地(變換元件12)上。其它扇形的導(dǎo)體耦合件和短截線是用于匹配的HF變換元件。
可以使用任意類型的二極管。在特殊情況下使用硅肖特基二極管。在截止?fàn)顟B(tài)下在沒(méi)有施加的控制電壓的情況下，三態(tài)開(kāi)關(guān)3被這樣設(shè)計(jì)，即二極管5和6被匹配，因此三態(tài)開(kāi)關(guān)3由于其環(huán)形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而隔離。如果施加負(fù)電壓，則一個(gè)二極管在導(dǎo)通區(qū)中工作，而另一個(gè)在截止區(qū)中工作?，F(xiàn)在二極管支路的阻抗不再相同，并且所述環(huán)失去其隔離，由此三態(tài)開(kāi)關(guān)3導(dǎo)通。在施加正電壓時(shí)同樣如此，只是此時(shí)傳輸相位改變了180°，如圖4至6所示。
因此在這些狀態(tài)下這兩個(gè)天線被不同地饋電，如下表所總結(jié)PIN表示可供使用的功率，P1表示天線4上的功率，P2表示天線2上的功率。

相應(yīng)的方向圖見(jiàn)圖8、9和10。
在開(kāi)關(guān)狀態(tài)0-2伏和開(kāi)關(guān)狀態(tài)2+2伏時(shí)發(fā)射全部可供使用的功率(扣除開(kāi)關(guān)的插入損耗)，而在狀態(tài)10伏時(shí)在三態(tài)開(kāi)關(guān)3中消耗一半的功率。它的缺點(diǎn)是丟失了潛在的發(fā)射功率；優(yōu)點(diǎn)是三態(tài)開(kāi)關(guān)同樣在該狀態(tài)下也匹配。從分配點(diǎn)(裝置1)到天線4的線路被有利地這樣確定尺寸，即其電長(zhǎng)度等于在狀態(tài)0下到天線2的包括開(kāi)關(guān)的線路的電長(zhǎng)度。附加地必須在到天線4的線路上根據(jù)三態(tài)開(kāi)關(guān)3的直射波衰減引入衰減。這例如可以通過(guò)線路上的并聯(lián)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種耦合裝置，用于借助兩個(gè)天線(2，4)產(chǎn)生至少三個(gè)不同的天線輻射圖，具有如下特征-一個(gè)用于將天線信號(hào)功率分配到兩個(gè)天線線路上的裝置(1)，-一個(gè)在這些天線線路中的一個(gè)上的三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)可輸入的控制信號(hào)可以被控制在三個(gè)傳輸狀態(tài)下，以便為所述兩個(gè)天線(2，4)供給天線信號(hào)功率，它導(dǎo)致不同的天線輻射圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的耦合裝置，其特征在于，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)的三個(gè)傳輸狀態(tài)通過(guò)施加一個(gè)正電壓，特別是同等大小的一個(gè)負(fù)電壓和一個(gè)0電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的耦合裝置，其特征在于，設(shè)有一個(gè)環(huán)形波導(dǎo)耦合器(7)，它具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件，特別是具有一個(gè)二極管對(duì)(5，6)，其中所述兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件通過(guò)施加不同的控制電壓可作為三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)來(lái)工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的耦合裝置，其特征在于，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)在截止?fàn)顟B(tài)下、即在無(wú)施加的控制信號(hào)的情況下被這樣設(shè)計(jì)，即，可被這些控制信號(hào)激活的開(kāi)關(guān)元件(5，6)被匹配，即所述耦合裝置由于其環(huán)形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的耦合裝置，其特征在于，這些天線線路在其電氣長(zhǎng)度和直射波衰減方面被相同地構(gòu)造，即通過(guò)所述三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)被引入到一個(gè)天線線路上的線路長(zhǎng)度和直射波衰減被在另一天線線路中仿制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的耦合裝置，其特征在于，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)具有如下特征-一個(gè)環(huán)形耦合器，特別是帶狀線結(jié)構(gòu)中的一個(gè)環(huán)形波導(dǎo)耦合器(7)，-一個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)，特別是一個(gè)二極管對(duì)(5，6)，它們?cè)O(shè)置在環(huán)形波導(dǎo)耦合環(huán)的內(nèi)部，其中所述二極管對(duì)/開(kāi)關(guān)對(duì)的第一接線端被連接到環(huán)形耦合器/環(huán)形波導(dǎo)環(huán)的彼此相位偏移的連接點(diǎn)，并且第二接線端共同地引到DC地和HF地上。
全文摘要
在一種用于借助僅僅兩個(gè)天線產(chǎn)生至少三個(gè)不同的天線輻射圖的耦合裝置中，設(shè)有一個(gè)用于將天線信號(hào)功率分配到兩個(gè)天線線路上的裝置(1)，并且在所述天線線路中的一個(gè)上設(shè)有一個(gè)三態(tài)開(kāi)關(guān)(3)，所述三態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)可輸入的控制信號(hào)可以被控制在三個(gè)傳輸狀態(tài)下。
文檔編號(hào)H01Q3/30GK101088193SQ200580044333
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者D·施泰因布赫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司