專利名稱：用于產(chǎn)生至少三個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)生至少三個不同的天線輻射圖的耦合裝置。
背景技術(shù)：
為了通過雷達信號確定速度和距離，發(fā)射出例如汽車技術(shù)中為24，125GHz的雷達脈沖，并且確定和分析所述雷達脈沖的傳播時間。對于環(huán)視，即確定汽車周圍的目標(biāo)特性，以便實現(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)擺動的天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了用于借助兩個天線產(chǎn)生至少三個不同的天線輻射圖的耦合裝置，該耦合裝置具有一個用于將天線信號功率分配到兩個天線線路上的裝置和一個在這些天線線路的一個中的三態(tài)開關(guān)，所述三態(tài)開關(guān)通過可輸入的控制信號可以被控制在三個傳輸狀態(tài)下，以便為兩個天線供給天線信號功率，它導(dǎo)致不同的天線輻射圖，通過本發(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，無需其它硬件耗費，天線輻射圖可供多次使用，并且因此為接收側(cè)的信號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“盲點探測”或“變道輔助”。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例加以詳細說明。
圖中示出圖1示出一個耦合裝置，其在兩個天線的天線信號之間的相移為90°，圖2示出一個耦合裝置，其在兩個天線的天線信號之間的相移為180°，圖3示出一個耦合裝置，其在兩個天線的天線信號之間的相移為0°，圖4示出相對于三態(tài)開關(guān)的第一開關(guān)狀態(tài)的傳輸相位，圖5示出在三態(tài)開關(guān)的三個不同的開關(guān)狀態(tài)下的傳輸(Transmission)，圖6示出在三態(tài)開關(guān)的三個開關(guān)狀態(tài)下的輸入匹配，圖7示出三態(tài)開關(guān)的結(jié)構(gòu)，圖8至10為用于三態(tài)開關(guān)的三個開關(guān)狀態(tài)的兩個天線的疊加的天線輻射圖。
具體實施例方式
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。由雷達信號處理裝置(未示出)提供的天線信號功率通過裝置1、特別是一個3dB(分貝)的耦合器被均勻分配到兩條發(fā)射天線線路上。在一個引向發(fā)射天線2的天線線路上設(shè)有一個三態(tài)開關(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)開關(guān)3可以被控制信號控制到三個傳輸狀態(tài)下，這導(dǎo)致這些單個天線的相應(yīng)的天線輻射圖的疊加導(dǎo)致三個不同的總天線輻射圖。三態(tài)開關(guān)3的三個不同的傳輸狀態(tài)通過加載三個不同的控制電壓來產(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伏時三態(tài)開關(guān)3在狀態(tài)1下截止。這些天線信號的相移為90°，但這在此是無關(guān)緊要的，因為在這種情況下天線2不含有發(fā)射信號。在圖2中三態(tài)開關(guān)3導(dǎo)通?？刂齐妷簽?2伏，并且天線2和4的發(fā)射信號之間的相移ΔΦ為180°。在圖3中，三態(tài)開關(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個狀態(tài)0、1、2中三態(tài)開關(guān)3的相位特性曲線的模擬結(jié)果，例如在頻率為24.125GHz時。圖4示出相對于狀態(tài)0(iso)的傳輸相位(S21)，圖5示出在三個工作狀態(tài)下的傳輸(S21)，圖6示出在三個工作狀態(tài)下的輸入匹配(S11)。
根據(jù)圖7，三態(tài)開關(guān)3有利地通過一個環(huán)形耦合器、特別是一個環(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)具有兩個作為開關(guān)的二極管5和6和用于HF天線信號的輸入端8和輸出端9來實現(xiàn)。通過控制線10為這三個狀態(tài)0、1、2供給控制電壓。有利的是，二極管對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，第二接線端共同地連接到DC地(點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)下在沒有施加的控制電壓的情況下，三態(tài)開關(guān)3被這樣設(shè)計，即二極管5和6被匹配，因此三態(tài)開關(guān)3由于其環(huán)形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而隔離。如果施加負電壓，則一個二極管在導(dǎo)通區(qū)中工作，而另一個在截止區(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)開關(guān)3導(dǎo)通。在施加正電壓時同樣如此，只是此時傳輸相位改變了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)的方向圖見圖8、9和10。
在開關(guān)狀態(tài)0-2伏和開關(guān)狀態(tài)2+2伏時發(fā)射全部可供使用的功率(扣除開關(guān)的插入損耗)，而在狀態(tài)10伏時在三態(tài)開關(guān)3中消耗一半的功率。它的缺點是丟失了潛在的發(fā)射功率；優(yōu)點是三態(tài)開關(guān)同樣在該狀態(tài)下也匹配。從分配點(裝置1)到天線4的線路被有利地這樣確定尺寸，即其電長度等于在狀態(tài)0下到天線2的包括開關(guān)的線路的電長度。附加地必須在到天線4的線路上根據(jù)三態(tài)開關(guān)3的直射波衰減引入衰減。這例如可以通過線路上的并聯(lián)電阻來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種耦合裝置，用于借助兩個天線(2，4)產(chǎn)生至少三個不同的天線輻射圖，具有如下特征-一個用于將天線信號功率分配到兩個天線線路上的裝置(1)，-一個在這些天線線路中的一個上的三態(tài)開關(guān)(3)，所述三態(tài)開關(guān)通過可輸入的控制信號可以被控制在三個傳輸狀態(tài)下，以便為所述兩個天線(2，4)供給天線信號功率，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)開關(guān)(3)的三個傳輸狀態(tài)通過施加一個正電壓，特別是同等大小的一個負電壓和一個0電壓來實現(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)有一個環(huán)形波導(dǎo)耦合器(7)，它具有兩個開關(guān)元件，特別是具有一個二極管對(5，6)，其中所述兩個開關(guān)元件通過施加不同的控制電壓可作為三態(tài)開關(guān)(3)來工作。
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)開關(guān)(3)在截止?fàn)顟B(tài)下、即在無施加的控制信號的情況下被這樣設(shè)計，即，可被這些控制信號激活的開關(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中任一項的耦合裝置，其特征在于，這些天線線路在其電氣長度和直射波衰減方面被相同地構(gòu)造，即通過所述三態(tài)開關(guān)(3)被引入到一個天線線路上的線路長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中任一項的耦合裝置，其特征在于，所述三態(tài)開關(guān)(3)具有如下特征-一個環(huán)形耦合器，特別是帶狀線結(jié)構(gòu)中的一個環(huán)形波導(dǎo)耦合器(7)，-一個開關(guān)對，特別是一個二極管對(5，6)，它們設(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/開關(guān)對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，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天線產(chǎn)生至少三個不同的天線輻射圖的耦合裝置中，設(shè)有一個用于將天線信號功率分配到兩個天線線路上的裝置(1)，并且在所述天線線路中的一個上設(shè)有一個三態(tài)開關(guān)(3)，所述三態(tài)開關(guān)通過可輸入的控制信號可以被控制在三個傳輸狀態(tài)下。
文檔編號H01Q3/30GK101088193SQ200580044333
公開日2007年12月12日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
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