[實用新型]一種水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921546511.8
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN210443669U
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 李高升;申婉婷;潘少鵬;蔣建輝;邱永峰;肖培;劉柱;卞立安
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

本實用新型公開了一種水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線，其采用以下方式制成：1、對微帶陣列天線單元的基板材料進行選取，通過計算天線尺寸以及仿真優(yōu)化，得到最佳的微帶陣列天線單元；2、運用泰勒分布不等幅饋電法創(chuàng)建1×8微帶線陣天線模型，通過四分之一波長阻抗匹配法，達到高增益和強方向性的要求；3、采用串并結(jié)合的饋電方式構(gòu)成8×8微帶陣列天線，在滿足各陣元激勵同相的基礎上，減少饋線損耗并縮小天線尺寸。該水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線大大提高了天線的方向性，相應提高了雷達的準確度，在獲得高增益的同時，減小了整體天線的尺寸，實現(xiàn)了小型化、高增益、大帶寬、低副瓣以及窄波束等技術(shù)特性。

技術(shù)領域

本實用新型涉及天線技術(shù)領域，具體涉及一種水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線。

背景技術(shù)

長期以來，毫米波雷達傳感器采用體積龐大且結(jié)構(gòu)復雜的分立元件組合而成，限制了其在工業(yè)和消費電子等大眾市場的發(fā)展。而位于雷達前端的收發(fā)天線目前也仍存在體積大、副瓣電平高以及頻帶窄等問題。相較于傳統(tǒng)天線，微帶天線具有體積小、重量輕、低剖面、易共性的特點，同時還具有成本低、更易于集成、可以批量生產(chǎn)的優(yōu)勢。然而單個微帶單元天線通常增益較低并且方向性差，無法滿足各項特性，常采用串聯(lián)饋電或并聯(lián)饋電的形式構(gòu)成微帶陣列天線以達到高指標要求。因此在雷達傳感器中，采用微帶陣列天線形式可以進一步提高天線各方面性能指標，突破小型化、低成本、低功耗等技術(shù)問題，使其更好地適用于雷達探測與電子通信等領域。

工作頻段為24GHz的微帶陣列天線不僅具備微帶天線的共性優(yōu)勢，同時還具備波長短、頻帶寬、體積小、抗干擾性強以及傳播特性好的獨特優(yōu)勢。因此將該頻段的微帶陣列天線置于前端所構(gòu)成的水文監(jiān)測雷達更具有體積小、集成化程度高、感應靈敏等特點。近年來，24GHz雷達傳感器在物體探測與跟蹤、安全監(jiān)測以及汽車防撞擊系統(tǒng)上獲得較大的進展，開啟了新的創(chuàng)新浪潮；更具體來說，24GHz雷達傳感器主要應用于測速、測距與防撞三個方面，相比于其他超聲波、圖像和光學等檢測方式，它具有更好的抗干擾特性和波束方向性以及更高的靈敏度等優(yōu)點。目前通過查找文獻，發(fā)現(xiàn)研究方向還是主要集中于應用在汽車防撞系統(tǒng)、生命體征監(jiān)測系統(tǒng)等方面，對于水流監(jiān)測方面文獻與資料較少。與此同時，由于城市興建速度加快以及對環(huán)境問題日益重視，對應用于水利和自然資源管理及城市管網(wǎng)遠程值守等領域的水流監(jiān)測雷達提出了新的要求。

現(xiàn)有專利技術(shù)文獻中公開了一種遙測終端以及水資源監(jiān)控系統(tǒng)（公開號：CN208506958U，公告日：20190215），其中公開了“互聯(lián)網(wǎng)通信天線裝置(111b)為微帶陣列天線，用于與公網(wǎng)基站進行通信，收發(fā)互聯(lián)網(wǎng)通信信號”，以及公開了微帶陣列天線的結(jié)構(gòu)，該種微帶陣列天線是現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)結(jié)構(gòu)。

由于現(xiàn)有的微帶陣列天線的增益效果有所不足，頻帶偏窄，且副瓣電平偏高，而微帶陣列天線的性能直接影響到水文監(jiān)測雷達產(chǎn)品的技術(shù)指標水平及效率，因此現(xiàn)有的水文監(jiān)測雷達產(chǎn)品的技術(shù)指標水平及效率的有待提升。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種體型小、增益高、頻帶寬、副瓣電平低的水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：一種水文監(jiān)測雷達平板微帶陣列天線，由微帶陣列天線單元通過陣列分布構(gòu)成，其特征在于：采用以下方式制成：

S1、對微帶陣列天線單元的基板材料進行選取，通過計算天線尺寸以及仿真優(yōu)化，得到最佳的微帶陣列天線單元；

S2、運用泰勒分布不等幅饋電法創(chuàng)建1×8微帶線陣天線模型，通過四分之一波長阻抗匹配法，達到高增益和強方向性的要求；

S3、采用串并結(jié)合的饋電方式構(gòu)成8×8微帶陣列天線，在滿足各陣元激勵同相的基礎上，減少饋線損耗并縮小天線尺寸。