CN103700933A - 一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线 - Google Patents
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Abstract
一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，它涉及一种馈源天线，具体涉及一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线。本发明为了解决传统94GHz毫米波成像系统所应用的馈源天线为喇叭天线，其口面过大导致成像系统的空间分辨率降低的问题。本发明包括正面金属地板、背面金属地板和介质板，介质板为长方形板体，正面金属地板印刷在介质板正面的上部，背面金属地板印刷在介质板背面的下部，介质板一端的上部设有第一锯齿结构，正面金属地板与第一锯齿结构连接，介质板一端的下部设有第二锯齿结构背面金属地板与第二锯齿结构连接。本发明用于无线电通信领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种馈源天线，具体涉及一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，属于无线电通信领域。
背景技术
随着通信技术的发展，频率的开发越来越高，毫米波也越来越收到人们的重视。习惯上，我们把波长介于1mm～10mm的一段电磁频谱称为毫米波频谱，它所对应的频率范围是300GHz～30GHz。毫米波的特点是频率高，波长短，与激光、红外等电子光学技术相比，在烟、雾、尘埃及其它有害环境下毫米波有更强的穿透能力。正是由于它的这些显著的特点，加上各国安检的需要，毫米波成像随之产生。在毫米波成像系统中，毫米波辐射计是系统的核心部件，而馈源天线作为辐射计的初级感应器，对系统的性能指标影响巨大。因此随着毫米波成像系统的发展，对馈源天线的要求越来越高。被动式毫米波成像（PMMW，Passive Millimeter Wave）是指依靠35GHz、94GHz、140GHz、220GHz毫米波的大气传播窗口，接收（地面或空中）物体及背景的热辐射能量来探测物体的特性并产生高分辨率图像，这种被动毫米波成像技术能够形成反映物体和背景各个部分的热温差和辐射特性的差异，以此来观察和区分物质的形状、材料等性能。由于毫米波成像系统的工作波段不同，所适用的范围、性能指标的参数都各不相同，因此所适用的领域也有比较明显的独立性。毫米波成像与红外成像相比，具有更好的夜视能力。也有比可见光系统更强的穿透烟霭的能力，雾、云、细雨对毫米波成像的影响也很小。毫米波由于它所处的特殊的波段兼有短微波和红外两者的基本特性。大气衰减对毫米波成像的影响比可见光、红外更少，而且它具有和红外系统在低能见度的黑夜正常工作的能力，并且它在烟尘、云雾、沙暴和雨雪等恶劣环境下有着良好的穿透能力，可以全天候、全天时的工作，这些得天独厚的特点是红外系统所不能比拟的，对于环境遥感和军事侦察等应用场合十分有益。被动式毫米波成像相对于主动成像有其独特的优点。其一是被动式图像是通过检测物体辐射的能量得到的，在毫米波段与可见光段的原理是一样的，因而被动毫米波图像与可见光图像很相近，有利于物体的辨认，而主动系统如雷达，其成像要受闪烁效应等影响难以直接显现物体的自然形状；其二是被动式成像不发射电磁波，因而没有电磁污染，更适于隐匿工作。此外，理论分析还表明，各种涂层隐身材料对雷达的隐身性越好，就越容易被被动探测系统发现。因此，无论在国内和国外，毫米波成像技术都显示出了勃勃生机和应用前景，特别是在最近几年，3mm波段成像发展如火如荼，具有十分广阔的应用领域。传统94GHz毫米波成像系统所应用的馈源天线为喇叭天线，其口面过大导致成像系统的空间分辨率降低。
发明内容
本发明为解决传统94GHz毫米波成像系统所应用的馈源天线为喇叭天线，其口面过大导致成像系统的空间分辨率降低的问题，进而提出一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括正面金属地板、背面金属地板和介质板，介质板为长方形板体，正面金属地板印刷在介质板正面的上部，背面金属地板印刷在介质板背面的下部，介质板一端的上部设有第一锯齿结构，正面金属地板与第一锯齿结构连接，介质板一端的下部设有第二锯齿结构背面金属地板与第二锯齿结构连接。
本发明的有益效果是：本发明为平面结构，因此易于与微波电路集成，实现系统的小型化。并且由于其平面结构，在相同的空间范围内，相比于喇叭天线，易于排成缜密的阵列，可以提高毫米波成像系统的空间分辨率，频带宽、增益适中、副瓣低、结构简单、易于加工、成本低廉。本发明具有良好的辐射性能，其工作带宽为73GHz—110GHz，增益为14.5dB，副瓣电平小于-15dB，半功率波瓣宽度为23°。天线指标完全符合94GHz被动毫米波成像系统的技术要求。
附图说明
图1是本发明的正面结构示意图，图2是本发明背面结构示意图，图3是天线的反射损耗图，图4是天线在94GHz的E面方向图，图5是天线在94GHz的H面方向图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线包括正面金属地板1、背面金属地板2和介质板3，介质板3为长方形板体，正面金属地板1印刷在介质板3正面的上部，背面金属地板2印刷在介质板3背面的下部，介质板3一端的上部设有第一锯齿结构3-1，正面金属地板1与第一锯齿结构3-1连接，介质板3一端的下部设有第二锯齿结构3-2，背面金属地板2与第二锯齿结构3-2连接。
本实施方式中介质板3的型号为Rogers RT5870。
从图3至图5中可以看出本发明具有良好的辐射性能，其工作带宽为73GHz—110GHz，增益为14.5dB，副瓣电平小于-15dB，半功率波瓣宽度为23°。天线指标完全符合94GHz被动毫米波成像系统的技术要求。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线的正面金属地板1是由正面金属地板第一竖直边1-1、正面金属地板第一横边1-2、正面金属地板第一圆弧边1-3、正面金属地板第二横边1-4、正面金属地板第一锯齿边1-5、正面金属地板第二圆弧边1-6和正面金属地板第二横边1-7首尾依次连接组成的封闭多边形，且正面金属地板第一竖直边1-1与介质板3另一端的竖直边重合，正面金属地板第二横边1-4与介质板3的顶边重合，正面金属板第一锯齿边1-5与第一锯齿结构3-1重合。
本实施方式的技术效果是：如此设置，正面金属地板第一圆弧边1-3和正面金属地板第二圆弧边1-6组成正面双指数渐变曲线结构，正面金属地板第一锯齿边1-5为正面馈电部分，这种结构有效的降低了天线的副瓣，提高了增益。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线的背面金属地板2是由背面金属地板第一竖直边2-1、背面金属地板第一横边2-2、背面金属地板第一圆弧边2-3、背面金属地板第二圆弧边2-4、背面金属地板第一锯齿边2-5、背面金属地板第二横边2-6、背面金属地板第三圆弧边2-7、背面金属地板第四圆弧边2-8和背面金属地板第三横边2-9首尾依次连接组成的封闭多边形，且背面金属地板第一竖直边2-1与介质板3另一端的竖直边重合，背面金属地板第一锯齿边2-5与第二锯齿结构3-2重合，背面金属地板第二横边2-6与介质板3的底边重合。
本实施方式的技术效果是：如此设置，背面金属地板第一圆弧边2-3、背面金属地板第二圆弧边2-4、背面金属地板第三圆弧边2-7、背面金属地板第四圆弧边2-8组成背面双指数渐变曲线，背面金属地板第一锯齿边2-5为馈电部分，这种结构有效的降低了天线的副瓣，提高了增益。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线的介质板3的厚度为0.127mm，介质板3的介电常数为2.33。
本实施方式的技术效果是：如此设置，这是美国ROGERS公司生产的一种可用于制作毫米波天线的专用介质板，选择此介质板可以很好的实现本天线所需达到的指标要求，并且此介质板比其他同类产品的质量要好，可以使本天线的结构更加牢固，性能也得到了保证。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线的第一锯齿结构3-1的锯齿深度为λ/4，第二锯齿结构3-2的锯齿深度为λ/4。
本实施方式中λ为94GHz电磁波在自由空间的波长。
本实施方式的技术效果是：如此设置，通过锯齿可以抑制天线顶端的横向电流，进而可以减小天线的交叉极化的影响，提高天线的增益和效率。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线的正面金属地板1和背面金属地板2的厚度均为0.03mm。
本实施方式的技术效果是：如此设置，可以天线的横向尺寸达到最小，更有益于与94GHz被动式毫米波成像系统进行集成，达到较小系统体积的目的。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
Claims (6)
1.一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线包括正面金属地板（1）、背面金属地板（2）和介质板（3），介质板（3）为长方形板体，正面金属地板（1）印刷在介质板（3）正面的上部，背面金属地板（2）印刷在介质板（3）背面的下部，介质板（3）一端的上部设有第一锯齿结构（3-1），正面金属地板（1）与第一锯齿结构（3-1）连接，介质板（3）一端的下部设有第二锯齿结构（3-2），背面金属地板（2）与第二锯齿结构（3-2）连接。
2.根据权利要求1所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：正面金属地板（1）是由正面金属地板第一竖直边（1-1）、正面金属地板第一横边（1-2）、正面金属地板第一圆弧边（1-3）、正面金属地板第二横边（1-4）、正面金属地板第一锯齿边（1-5）、正面金属地板第二圆弧边（1-6）和正面金属地板第二横边（1-7）首尾依次连接组成的封闭多边形，且正面金属地板第一竖直边（1-1）与介质板（3）另一端的竖直边重合，正面金属地板第二横边（1-4）与介质板（3）的顶边重合，正面金属板第一锯齿边（1-5）与第一锯齿结构（3-1）重合。
3.根据权利要求1所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：背面金属地板（2）是由背面金属地板第一竖直边（2-1）、背面金属地板第一横边（2-2）、背面金属地板第一圆弧边（2-3）、背面金属地板第二圆弧边（2-4）、背面金属地板第一锯齿边（2-5）、背面金属地板第二横边（2-6）、背面金属地板第三圆弧边（2-7）、背面金属地板第四圆弧边（2-8）和背面金属地板第三横边（2-9）首尾依次连接组成的封闭多边形，且背面金属地板第一竖直边（2-1）与介质板（3）另一端的竖直边重合，背面金属地板第一锯齿边（2-5）与第二锯齿结构（3-2）重合，背面金属地板第二横边（2-6）与介质板（3）的底边重合。
4.根据权利要求1所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：介质板（3）的厚度为0.127mm，介质板（3）的介电常数为2.33。
5.根据权利要求1、2或3所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：第一锯齿结构（3-1）的锯齿深度为λ/4，第二锯齿结构（3-2）的锯齿深度为λ/4。
6.根据权利要求5所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，其特征在于：正面金属地板（1）和背面金属地板（2）的厚度均为0.03mm。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201345417Y (zh) * | 2009-01-08 | 2009-11-11 | 中国人民解放军空军工程大学导弹学院 | 小型超宽带平面天线 |
| CN101901960A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-12-01 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种宽带毫米波小型渐变缝隙天线及应用 |
| CN202373697U (zh) * | 2011-10-30 | 2012-08-08 | 北京无线电计量测试研究所 | 用于毫米波成像人体安检系统的超宽带角锥喇叭天线阵列 |
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2014
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201345417Y (zh) * | 2009-01-08 | 2009-11-11 | 中国人民解放军空军工程大学导弹学院 | 小型超宽带平面天线 |
| CN101901960A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-12-01 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种宽带毫米波小型渐变缝隙天线及应用 |
| CN202373697U (zh) * | 2011-10-30 | 2012-08-08 | 北京无线电计量测试研究所 | 用于毫米波成像人体安检系统的超宽带角锥喇叭天线阵列 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| C.RUSCH等: "W-Band Vivaldi Antenna in LTCC or CW-Radar Nearfield Distance Measurements", 《PROCEEDING OF THE 5TH EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION》, 15 April 2011 (2011-04-15), pages 2124 - 2128, XP031877705 * |
| J.D.S.LANGLEY等: "Balanced antipodal Vivaldi antenna for wide bandwidth phased arrays", 《IEE PROC.-MICROWAVE ANTENNAS PROPAGATION》, vol. 143, no. 2, 30 April 1996 (1996-04-30), pages 97 - 102, XP006006551, DOI: doi:10.1049/ip-map:19960260 * |
| M.SATO等: ""Antipodal LTSA with Corrugation for 94-GHz band Passive Millimeter-wave Imager"", 《PROCEEDINGS OF ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE 2007》, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 1 - 4, XP031279866 * |
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