[實用新型]毫米波全息成像系統前端收發陣列天線與開關的集成結構

有效

• 申請號: 201120046588.6
• 申請日: 2011-02-21
• 公開（公告）號: CN202004155U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 孫曉瑋;劉傳全;時翔;孫浩;李凌云;關福宏;錢蓉;汪書娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01Q13/08
• 分類號: H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;張文軍

技術領域

本實用新型涉及毫米波全息成像系統，特別是涉及一種毫米波全息成像系統前端收發陣列天線與開關的集成結構。

背景技術

毫米波全息成像技術，其原理是由毫米波發射機向外發射毫米波信號，然后對經過目標反射的回波進行FFT變換和距離補償等得到目標的毫米波全息圖，最后經過圖像恢復等算法的處理實現對目標的毫米波三維成像。

為了降低成本，提高一致性，縮短掃描時間，毫米波全息成像系統使用一套收發信機前端，采用天線陣列橫向電掃描與縱向機械掃描相結合的形式。其中，電掃描由N+1個單刀N擲開關構成的開關樹控制。

由于機械掃描運動速度很快，對于系統集成結構的穩固性提出了很高的要求，特別是毫米波全息成像系統的收發天線都是懸空的。同時毫米波全息成像系統對于前端收發陣列提出了體積，成本，集成度，易裝配拆卸性等方面很嚴格的要求。然而目前現有的毫米波全息成像系統前端收發陣列存在的體積大、穩定性差、接插件過多、裝配和拆卸繁瑣、成本高、不同通道一致性差的缺點。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種毫米波全息成像系統前端收發陣列天線與開關的集成結構，具有穩定性好、體積小、易于裝配調試和拆卸、集成度高、各通道各模塊一致性好的特點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種毫米波全息成像系統前端收發陣列天線與開關的集成結構，包括M個第一射頻PCB、第二射頻PCB、第一板體、第二板體、封裝蓋體和開關邏輯控制接口，其特征在于，所述的每個第一射頻PCB上集成有N個平面微帶縫隙天線和一個第一級開關，其中，相鄰的平面微帶縫隙天線中心間距為1.5個波長；所述的第一級開關的輸出端數目為N個，分別與所述的N個平面微帶縫隙天線相連；所述的M個第一射頻PCB固定在所述的第一板體上，并位于同一水平面，其中，所述的第一級開關與所述的第一板體接觸，所述的平面微帶縫隙天線穿過所述的第一板體上縫懸空；所述的第二射頻PCB上集成有一個第二級開關；所述的第二開關的輸出端數目為M個，分別與所述的M個第一級開關的輸入端相連；所述的第二射頻PCB固定在所述的第二板體上；所述的第一板體和第二板體的一側均設有所述的開關邏輯控制接口；所述的第一板體和第二板體封裝在所述的封裝蓋體內；其中，M，N≥2。

所述的第一級開關為毫米波單刀N擲開關；所述的毫米波單刀N擲開關為采用PIN二極管管芯的單片毫米波集成電路。

所述的第二級開關為毫米波單刀M擲開關；所述的毫米波單刀M擲開關為采用PIN二極管管芯的單片毫米波集成電路。

所述的第一級開關的N個輸出端引腳通過N根50Ω微帶線引出到N個輸出端口，相鄰微帶線輸出端之間間距為1.5個波長。

所述的平面微帶縫隙天線采用槽線-微帶轉換結構；所述的N個平面微帶縫隙天線與所述的第一級開關引出的N根50Ω微帶線連接。

所述的第二級開關的輸出端與所述的M個第一級開關的輸入端之間通過射頻連接頭和同軸電纜相連。

所述的第一板體、第二板體和封裝蓋體均由銅制成；所述的第一板體、第二板體和封裝蓋體的表面鍍金。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本實用新型采用了平面微帶天線與第一級開關直接集成，不但大大減少了射頻連接頭和電纜的使用數量，而且大大降低了生產成本、壓縮了尺寸，從而降低了饋線的損耗，避免了因射頻接頭引起的不一致性和可靠性問題以及簡化了裝配、調試和拆卸工作，提高了系統效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統框圖；

圖2是本實用新型的第一級模塊與第二級模塊的擺放和連接方式示意圖；

圖3是本實用新型的第一射頻PCB在板體上的安裝方式示意圖；

圖4是本實用新型的平面微帶縫隙天線結構示意圖；

圖5是本實用新型的第二級開關模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。