一種調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)是通過發(fā)射天線來發(fā)射高頻電磁波，再通過接收天線接收目標(biāo)的反射回波，從而通過混頻、零中頻濾波、中頻放大、AD采樣、信號處理等環(huán)節(jié)最后輸出目標(biāo)信息。由于調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)具有輻射功率小、測距測速精度高、集成化程度高、低成本等優(yōu)點，因而被廣泛的應(yīng)用于交通監(jiān)控、汽車駕駛、工業(yè)控制、防入侵檢測等民用領(lǐng)域中。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在應(yīng)用中，通常還需要獲得目標(biāo)在方位面的角度信息來滿足探測需求，具體是通過在接收端配置至少兩個接收天線來接收雷達(dá)回波，使得雷達(dá)回波到達(dá)兩個天線的傳播長度具有一定的差值，根據(jù)這個差值即可以通過分析處理信號中的相位差來計算得到目標(biāo)的角度。
[0003]目前的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)通常只在方位面設(shè)置一組單極化的接收天線，由單極化發(fā)射天線輻射線性極化電磁波，再通過與發(fā)射天線同極化的接收天線接收回波來獲得目標(biāo)信息。目前的上述調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，一方面，由于只能獲得目標(biāo)在方位面的角度信息，因而實質(zhì)上僅是基于二維位置測試的雷達(dá)，無法獲得目標(biāo)更為具體的三維位置信息；另一方面，極化信息能夠反映電磁波的矢量特性，是電磁波除時域、頻域和空域信息以外的又一可以利用的重要信息，可獲取目標(biāo)表面粗糙度、對稱性和取向等其它參數(shù)難以表征的信息，因而是完整刻畫目標(biāo)特性不可或缺的重要參數(shù)，而通過單極化天線獲得的目標(biāo)特征有限，對實現(xiàn)目標(biāo)識別造成了比較大的困難，且為提高目標(biāo)識別能力，往往還需要通過其他途徑來減小雜波干擾。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制作成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)三維位置測量，同時獲得多極化目標(biāo)信息的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為:
[0006]—種調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置，包括用于發(fā)射雷達(dá)高頻信號的發(fā)射天線、以及多組用于接收雷達(dá)回波的接收天線，所述發(fā)射天線為由多個第一微帶天線陣元連接構(gòu)成的矩形陣列結(jié)構(gòu)，多組所述接收天線圍繞所述發(fā)射天線的矩形陣列結(jié)構(gòu)布置，多組所述接收天線至少包括兩組分別布置在所述發(fā)射天線的水平面兩側(cè)的垂直面接收天線、以及兩組分別布置在所述發(fā)射天線的垂直面兩側(cè)的水平面接收天線，兩組所述垂直面接收天線、兩組所述水平面接收天線均為一對雙極化天線。
[0007]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):每組所述接收天線包括兩個以上具有相同結(jié)構(gòu)的線性陣列，每組接收天線中各個所述線性陣列相互平行、間隔布置，每個所述線性陣列包括多個第二微帶天線陣元、以及連接各個所述第二微帶天線陣元的第二饋電網(wǎng)絡(luò)。
[0008]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):所述發(fā)射天線中第一微帶天線陣元為圓極化微帶天線陣元，各個所述圓極化微帶天線陣元通過第一饋電網(wǎng)絡(luò)連接。
[0009]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):所述第一微帶天線陣元為具有按等腰直角三角形被截斷的一對相對角的矩形貼片結(jié)構(gòu)。
[0010]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):所述第二微帶天線陣元為具有凹槽的矩形貼片結(jié)構(gòu)，通過所述凹槽接入微帶饋線以進(jìn)行阻抗匹配。
[0011]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):還包括高頻基板，所述發(fā)射天線、接收天線均印刷在所述尚頻基板上。
[0012]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):所述雙極化天線為垂直極化天線以及水平極化天線，其中所述垂直面接收天線的垂直極化天線、水平極化天線均為水平設(shè)置，所述水平面接收天線的垂直極化天線、水平極化天線均為垂直設(shè)置。
[0013]作為本實用新型進(jìn)一步改進(jìn):所述雙極化天線為+45°斜極化天線、-45°斜極化天線，其中所述垂直面接收天線的+45°斜極化天線、-45°斜極化天線均為水平設(shè)置，所述水平面接收天線的+45°斜極化天線、-45°斜極化天線均為垂直設(shè)置。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0015]1)本實用新型調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置包括發(fā)射天線和多組接收天線，通過在方位面和俯仰面上分別設(shè)置兩組接收天線，可以同時獲得目標(biāo)在方位面和俯仰面的角度信息，進(jìn)而根據(jù)目標(biāo)距離可以計算得到目標(biāo)的全部位置信息，實現(xiàn)目標(biāo)三維位置測量；同時方位面、俯仰面上兩組接收天線分別為一對雙極化天線，從而能夠獲得多極化的目標(biāo)信息以減少雜波影響，同時獲得與目標(biāo)幾何形狀與結(jié)構(gòu)相關(guān)的特征量，進(jìn)而可以提高雷達(dá)對目標(biāo)的識別能力；
[0016]2)本實用新型調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置中多組接收天線圍繞發(fā)射天線布置，多組接收天線分別設(shè)置于垂直面、水平面的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)緊湊，利于實現(xiàn)垂直面、水平面上高效率的天線收發(fā)過程；進(jìn)一步的接收天線的饋線延伸方向分別與發(fā)射天線的矩形陣列結(jié)構(gòu)所形成的四條邊界平行且具有指定間距，從而由接收天線圍繞發(fā)射天線構(gòu)成一個新的矩形結(jié)構(gòu)，具有合理的收發(fā)天線布局，能夠進(jìn)一步提高雷達(dá)天線的收發(fā)效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例1中調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型實施例1中調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置的布置原理示意圖。
[0019]圖3是本實用新型實施例1中發(fā)射天線的第一微帶天線陣元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本實用新型實施例1中發(fā)射天線的第一饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0021]圖5是本實用新型實施例1中接收天線的第二微帶天線陣元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本實用新型實施例1中線性陣列的第二饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0023]圖7是本實用新型實施例1中發(fā)射天線的輻射方向圖結(jié)果示意圖。
[0024]圖8是本實用新型實施例1中接收天線的一個線性陣列的輻射方向圖結(jié)果示意圖。
[0025]圖9是本實用新型實施例2中調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖例說明:11、發(fā)射天線；111、第一微帶天線陣元；112、第一饋電網(wǎng)絡(luò)；12、第一垂直面接收天線；13、第一水平面接收天線；14、第二垂直面接收天線；15、第二水平面接收天線。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本實用新型的保護(hù)范圍。
[0028]實施例1:
[0029]如圖1所示，本實施例調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置，包括用于發(fā)射雷達(dá)高頻信號的發(fā)射天線11、以及多組用于接收雷達(dá)回波的接收天線，發(fā)射天線11為由多個第一微帶天線陣元111連接構(gòu)成的矩形陣列結(jié)構(gòu)，多組接收天線圍繞發(fā)射天線11的矩形陣列結(jié)構(gòu)布置，即圍繞矩形陣列結(jié)構(gòu)所形成的四周邊緣布置。多組接收天線至少包括兩組分別布置在發(fā)射天線11的水平面兩側(cè)的垂直面接收天線、以及兩組分別布置在發(fā)射天線11的垂直面兩側(cè)的水平面接收天線，兩組垂直面接收天線、兩組水平面接收天線中均為一對雙極化天線。
[0030]如圖2所示，本實施例中設(shè)置12、13、14、15四組接收天線并圍繞發(fā)射天線11布置，其中12和14接收天線為垂直面接收天線，分別位于水平面的兩側(cè)，用于接收垂直面上雷達(dá)回波以測量垂直面上的角度信息；13、15接收天線為水平面接收天線，分別位于垂直面的兩側(cè)，用于接收水平面上雷達(dá)回波以測量水平面上的角度信息。
[0031]采用上述結(jié)構(gòu)，通過在方位面(水平面)和俯仰面(垂直面)上分別設(shè)置接收天線，可以同時獲得目標(biāo)在方位面和俯仰面的角度信息，進(jìn)而根據(jù)目標(biāo)距離可以計算得到目標(biāo)的全部位置信息，實現(xiàn)目標(biāo)三維位置測量；同時方位面、俯仰面上兩組接收天線還分別為一對雙極化天線，從而能夠獲得多極化的目標(biāo)信息以減少雜波影響，同時獲得與目標(biāo)幾何形狀與結(jié)構(gòu)相關(guān)的特征量，進(jìn)而可以有效提尚雷達(dá)的目標(biāo)識別能力。
[0032]本實施例調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的天線裝置中多組接收天線圍繞發(fā)射天線布置，多組接收天線分別設(shè)置于垂直面、水平面的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)緊湊，利于實現(xiàn)垂直面、水平面上高效率的天線收發(fā)過程。
[0033]本實施例中，發(fā)射天線11中第一微帶天線陣元