一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列的製作方法

2023-09-18 19:20:15 1

一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列，該天線陣列包括接收天線陣列、發射天線陣列和屏蔽擋板，所述接收天線陣列和發射天線陣列分別包括若干個緊密連接的天線單元，所述屏蔽擋板分別設置在接收天線陣列和發射天線陣列的兩側。採用上述結構後，本實用新型提供的天線陣列具有穩固的機械結構和低剖面特性，並具有通道隔離高、抗幹擾能力強的特性，適用近距離主動式毫米波成像系統。
【專利說明】一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天線陣列，特別是用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列。
【背景技術】
[0002]毫米波是指工作波長在IOmm?Imm的電磁波，在雷達、遙感、光譜學等領域由廣泛應用。毫米波成像是指利用物體對毫米波的散射特性識別目標的技術，基於合成孔徑雷達技術的毫米波成像系統採用二維機械和/或電子掃描技術，可以獲得目標散射的幅度相位信息，從而得到目標的二維圖像。與低頻微波成像相比，毫米波波長更短，因此成像解析度更高；相比於光學或紅外線成像，毫米波可以穿透衣物遮蔽，因此十分適合應用於人體藏匿武器及危險品的檢測。
[0003]近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統是較為成熟的毫米波全息成像系統，該系統利用寬帶毫米波信號，在獲取目標在不同頻率下散射的幅度和相位信息，實現三維成像。為便於信號的發射和採集，近距離主動式毫米波圓柱掃描系統採用準單站工作方式，因此收發單元陣列彼此接近，單元互耦效應顯著。此外，圓柱掃描成像系統在水平方向由掃描臂帶動做高速轉動，要求陣列結構應具有較低的輪廓及穩固的機械結構，避免轉動中震動對天線性能的影響。
[0004]圓柱掃描成像系統中使用的天線陣列形式有介質杆天線、錐削槽天線等形式。這些形式的天線具有較高的天線輪廓，機械穩定性不佳；同時，天線的輻射結構暴露在自由空間中，與臨近通道之間的耦合效應較為明顯，使單元方向圖產生畸變，一致性較差。
實用新型內容
[0005]本實用新型針對上述現有技術存在的問題作出改進，即本實用新型要解決的技術問題是提供一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列，該天線陣列克服了目前的陣列天線機械結構穩定性差、輪廓過高、通道間隔離度低的缺陷。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列，該天線陣列包括接收天線陣列、發射天線陣列，所述接收天線陣列和發射天線陣列分別包括若干個緊密連接的天線單元，所述接收天線陣列的兩側設有屏蔽擋板，所述發射天線陣列的兩側設有屏蔽擋板。
[0007]進一步的，所述天線單元採用加載矩形漸變波導的單極子背腔激勵天線，所述天線單元的長度為5?12.5mm,寬度為4?9.5mm,高度為7?I Imm,波導最大張口處厚度為
0.2 ?0.6mm。
[0008]進一步的，所述天線單元的矩形波導寬邊彼此緊密連接排成線陣，相鄰天線單元的中心間距為4.4mm?10.7mm,所述接收天線陣列和發射天線陣列的天線單元的數量均為4的倍數。
[0009]進一步的，所述屏蔽擋板是寬度為2?6mm的金屬屏蔽擋板，其高度與所述天線單元的高度相當。
[0010]進一步的，所述接收天線陣列與發射天線陣列並排設置，並在垂直方向交錯半個天線單元的寬度排列。
[0011]進一步的，所述天線陣列還包括饋電網絡和開關矩陣，所述饋電網絡印刷在微波基板上，所述開關矩陣通過饋電網絡與天線單元連接。
[0012]採用上述結構後，本實用新型提供的天線陣列具有穩固的機械結構和低剖面特性，並具有通道隔離高、抗幹擾能力強的特性，適用近距離主動式毫米波成像系統。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的接收天線陣列和發射天線陣列的仰視圖。
【具體實施方式】
[0015]一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列，包括發射天線陣列1、接收天線陣列2、饋電網絡3、開關矩陣4和金屬屏蔽擋板組成。發射天線陣列I包括緊密連接排成線陣的天線單元，接收天線陣列2包括緊密連接排成線陣的天線單元，天線單元採用加載矩形漸變波導的單極子背腔激勵天線，長度為5_?12.5mm,寬度為4_?9.5mm,高度為7mm?11mm。天線單元的矩形波導寬邊彼此緊密連接排成線陣，天線單元中心間距為
4.4_?10.7_，天線單元數目為4的倍數。發射天線陣列I與接收天線陣列2並排設置，並在垂直方向交錯半個天線單元寬度排列。發射天線陣列I和接收天線陣列2分別由印刷於微波基板的毫米波饋電網絡3饋電，開關矩陣4通過饋電網絡3分別與發射天線陣列I和接收天線陣列2連接。金屬屏蔽擋板包括內側金屬屏蔽擋板5和外側金屬屏蔽擋板6，發射天線陣列I兩側設置有寬度為2?6mm的內側金屬屏蔽擋板5和外側屏蔽金屬擋板6,接收天線陣列2的兩側設置有寬度為2?6_的內側金屬屏蔽擋板5和外側屏蔽金屬擋板6，其高度均與天線單元相當。金屬屏蔽擋板可以有效地抑制天線單元互耦和後端電路的電磁幹擾，提高天線陣列性能。天線陣列工作時採取單發單收的工作方式，由開關矩陣4控制收發各通道的導通與隔離，將產生的信號由發射天線陣列I射向待檢測目標，經目標散射後由接收天線陣列2接收，供後端裝置處理用。
[0016]綜上所述，本實用新型所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本實用新型的技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術的人士仍可能基於本實用新型所揭示的內容而作各種不背離本發明創作精神的替換及修飾；因此，本實用新型的保護範圍不限於實施例所揭示的技術內容，故凡依本實用新型的形狀、構造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種用於近距離主動式毫米波成像系統的天線陣列，其特徵在於:該天線陣列包括接收天線陣列、發射天線陣列，所述接收天線陣列和發射天線陣列分別包括若干個緊密連接的天線單元，所述接收天線陣列的兩側設有屏蔽擋板，所述發射天線陣列的兩側設有屏蔽擋板。
2.根據權利要求1所述的天線陣列，其特徵在於:所述天線單元採用加載矩形漸變波導的單極子背腔激勵天線，所述天線單元的長度為5?12.5mm,寬度為4?9.5mm,高度為7?I Imm,波導最大張口處厚度為0.2?0.6mm。
3.根據權利要求2所述的天線陣列，其特徵在於:所述天線單元的矩形波導寬邊彼此緊密連接排成線陣，相鄰天線單元的中心間距為4.4mm?10.7mm,所述接收天線陣列和發射天線陣列的天線單元的數量均為4的倍數。
4.根據權利要求1所述的天線陣列，其特徵在於:所述屏蔽擋板是寬度為2?6mm的金屬屏蔽擋板，其高度與所述天線單元的高度相當。
5.根據權利要求1所述的天線陣列，其特徵在於:所述接收天線陣列與發射天線陣列並排設置，並在垂直方向交錯半個天線單元的寬度排列。
6.根據權利要求1所述的天線陣列，其特徵在於:所述天線陣列還包括饋電網絡和開關矩陣，所述饋電網絡印刷在微波基板上，所述開關矩陣通過饋電網絡與天線單元連接。
【文檔編號】H01Q21/00GK203617426SQ201320832933
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】費鵬, 年豐, 方維海, 溫鑫, 張鵬, 楊倩倩 申請人:北京無線電計量測試研究所