由于其在不同天气条件下的高精度和可靠性，汽车行业越来越依赖雷达系统，特别是在高级驾驶辅助系统（ADAS）中。传统汽车雷达主要关注距离、速度和角分辨率，但随着毫米波（mmWave）技术的发展，雷达系统现在提供了增强的能力，如目标识别和自适应波束形成。全极化雷达系统可以捕捉更全面的目标数据，因而受到越来越多的关注。

这些系统在发射端（Tx）和接收端（Rx）均采用双正交极化。研究发现，圆极化（CP）比线极化（LP）更适用于汽车雷达，因为它们具备更好的交叉极化抑制能力、减少干扰，并对地面杂波有更高的抵抗力。本文将从这个方面展开,详细讲解关于汽车天线PCB的新设计,感兴趣就一起看下去吧。

大多数汽车雷达系统在24 GHz或77 GHz频段工作，使用的是印刷电路板（PCB）天线，但这些天线存在高介电损耗，限制了其性能。

汽车天线PCB对环境条件如温度和湿度的敏感性带来了可靠性问题。为了解决这些问题，本文提出使用脊状间隙波导（RGW）技术，这是一种完全金属结构，能够最大限度地减少介电损耗，并更能抵抗温度和湿度变化。

本文提出的天线系统基于一种新型的圆极化（CP）槽元件，该元件既充当辐射器又充当极化器。该设计高度紧凑，孔径尺寸为0.44λ₀ × 0.44λ₀，厚度为0.64λ₀。系统包含四个发射通道和三个接收通道，实现了发射端和接收端的全CP结构，并分为四层：辐射层、馈电层、波导层和过渡层。在互耦合（MC）方面，设计采用了去耦墙和虚拟元件，实现了高端口隔离度（≥35 dB）。该天线系统特别设计为具有宽轴比（AR）视场（FoV），这对于有效的雷达目标检测至关重要。测量结果表明，在接收端方位平面±60°和发射端±50°范围内，嵌入式AR均小于等于3 dB，表现出卓越的性能。

经过实验测量验证，该天线系统优化用于汽车雷达，展示了高极化纯度、出色的端口隔离性和宽AR视场，使其特别适合在实际场景中检测低雷达截面积（RCS）目标，如小型车辆或自行车。此外，该系统还有效减少了环境噪声，在多样化的操作条件下表现稳健。与传统雷达系统相比，本文开发的全极化天线系统在处理来自前方车辆和地面杂波的干扰方面表现出显著提升，使其成为未来汽车雷达系统的强有力候选方案，在目标检测和极化多样性方面尤为重要。

PCB天线容易产生介电损耗问题，本设计采用了RGW技术中的金属波导结构。最近的研究表明，RGW技术能够在毫米波频段有效解决介电损耗问题，同时保持紧凑的几何结构和简单的多层结构。本文中提出的设计经过优化，易于集成到汽车雷达前端，为复杂多层馈电系统带来的限制提供了一个解决方案。

实验结果显示，测量结果与仿真结果高度一致，证明了所提设计的可靠性。系统通过对低RCS目标（如自行车和电动滑板车）的雷达测量进行验证。结果表明，该系统在检测小型和低剖面物体方面具有改进的能力，对环境噪声的敏感性也较低。测量还显示，该系统在76–78 GHz的频率范围内保持了较高的效率，具有500 MHz的带宽重叠，足以满足大多数汽车雷达应用需求。此外，在受控环境下进行的雷达测量证实了所提出的全极化系统在检测低RCS目标方面相较于传统雷达系统具有显著优势，并且在各种环境条件下有效运行。

本文得出结论，采用RGW技术设计的全极化天线系统在汽车雷达应用中展现出巨大的潜力。该系统在交叉极化抑制、互耦合抑制和环境噪声抵抗方面表现出显著改进。紧凑且低剖面的设计特别适合集成到现有的汽车雷达平台中，在目标检测和分类方面提供了更好的性能，尤其是对于低RCS目标。未来的研究可以进一步优化制造工艺以提高性能，特别是在AR带宽和互耦合抑制方面。此外，将系统能力扩展至动态环境和更复杂的雷达配置中，可能使该技术成为下一代汽车雷达系统的关键组件。

PCB厂也许将在未来生产中,使用这种汽车天线PCB新设计,推动汽车雷达系统技术的进一步发展。