CN207116689U - 校正网络一体化天线和地面安防雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了校正网络一体化天线和地面安防雷达，涉及雷达监测技术领域，包括依次相连接的第一微带板、第二微带板和第三微带板；第一微带板的顶层设有微带天线阵，第一微带板的底层敷设有微带天线阵的反射铜区；第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，天线传输线的两端分别为校正网络输入端和校正网络负载端，校正辅通道和天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔；第一微带板、第二微带板和第三微带板靠近底板处设置有金属化通孔；第二微带板内部设置有金属化盲孔将天线单元与校正网络集成一体化，在保证通道间的一致性的基础上，减小天线及馈线系统的体积和重量，进而大大降低雷达复杂度和加工难度。

Description

校正网络一体化天线和地面安防雷达

技术领域

本实用新型涉及雷达监测技术领域，尤其是涉及校正网络一体化天线和地面安防雷达。

背景技术

地面安防雷达主要用于探测一定区域内的地面运动目标，目标主要包括移动的行人、大型动物以及车辆，并对运动目标进行跟踪。而抛物面体制的安防雷达对地面慢速活动目标的探测效果较差，数据率较低，已很难满足地面安防雷达的要求，因此相控阵体制的地面安防雷达越来越受到关注。

目前，相控阵体制的地面安防雷达在我国应用较少，主要是雷达体积重量较大，无法达到真正的便携，此外，这种雷达复杂度较高，加工难度较大，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供校正网络一体化天线和地面安防雷达，将天线单元与校正网络集成一体化，在保证通道间的一致性的基础上，减小天线及馈线系统的体积和重量，进而大大降低雷达复杂度和加工难度。

第一方面，本实用新型实施例提供了校正网络一体化天线，包括第一微带板、第二微带板和第三微带板，所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板依次相连接；

所述第一微带板的顶层设有微带天线阵，所述第一微带板的底层敷设有所述微带天线阵的反射铜区；

所述第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，所述天线传输线的两端分别为校正网络输入端和校正网络负载端，所述校正辅通道和所述天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔；

所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板靠近底板处设置有用于隔离电磁波、避免各通道的相互耦合和干扰的金属化通孔；

所述第二微带板内部设置有金属化盲孔，形成屏蔽层，以使所述金属化盲孔的所述屏蔽层与所述金属化通孔相切，形成密闭腔体。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述校正网络输入端与校正组件相连接，用于传输校正发射通道和接收通道的校正信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述校正网络负载端与贴片负载相连接，用于吸收所述校正辅通道上的多余能量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述校正网络耦合孔呈腰圆状，通过宽度和角度来控制所述耦合量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述校正网络耦合孔处设置有矩形贴片，用于通过调整尺寸大小来控制所述耦合量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第三微带板还包括金属化包边，其中，所述金属化包边包括校正网络侧边金属化包边，校正网络输入端金属化包边和校正网络负载端金属化包边。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一微带板和所述第二微带板两侧分别设置有凹型口，所述凹型口分别与所述校正网络输入端和所述校正网络负载端相匹配。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第一微带板还设置有天线固定孔。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板分别通过半固化片进行连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供地面安防雷达，包括如上所述的校正网络一体化天线。

本实用新型实施例提供了校正网络一体化天线和地面安防雷达，包括依次相连接的第一微带板、第二微带板和第三微带板；第一微带板的顶层设有微带天线阵，第一微带板的底层敷设有微带天线阵的反射铜区；第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，天线传输线的两端分别为校正网络输入端和校正网络负载端，校正辅通道和天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔；第一微带板、第二微带板和第三微带板靠近底板处设置有金属化通孔；第二微带板内部设置有金属化盲孔将天线单元与校正网络集成一体化，在保证通道间的一致性的基础上，减小天线及馈线系统的体积和重量，进而大大降低雷达复杂度和加工难度。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第一微带板顶面图；

图2为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第一微带板截面图；

图3为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第一微带板底面图；

图4为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第二微带板截面图；

图5为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第三微带板顶面图；

图6为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第三微带板截面图；

图7为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第三微带板底面图和金属化包边图。

图标：1-微带天线阵；2-微带板；3-校正网络负载端凹型口；4-金属化通孔；5-天线固定孔；6-校正网络输入端凹型口；7-微带天线输入端；8-校正网络耦合孔；9-金属化盲孔；10-校正网络负载端；11-校正网络输入端；12-校正网络辅通道；13-校正网络输入端金属化包边；14-校正网络负载端金属化包边；15-校正网络侧边金属化包边。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，相控阵体制的地面安防雷达在我国应用较少，主要是雷达体积重量较大，无法达到真正的便携，此外，这种雷达复杂度较高，加工难度较大，成本较高。

基于此，本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线和地面安防雷达，将天线单元与校正网络集成一体化，在保证通道间的一致性的基础上，减小天线及馈线系统的体积和重量，进而大大降低雷达复杂度和加工难度。

下面通过实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的校正网络一体化天线中第一微带板顶面图。

参照图1，校正网络一体化天线包括微带板2，微带板2包括第一微带板、第二微带板和第三微带板，第一微带板、第二微带板和第三微带板依次相连接；

第一微带板的顶层设有微带天线阵1，第一微带板的底层敷设有微带天线阵1的反射铜区；

第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，天线传输线的两端分别为校正网络输入端11和校正网络负载端10，校正辅通道和天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔8；

第一微带板、第二微带板和第三微带板靠近底板处设置有用于隔离电磁波、避免各通道的相互耦合和干扰的金属化通孔4；

第二微带板内部设置有金属化盲孔9，形成屏蔽层，以使金属化盲孔9的屏蔽层与金属化通孔4相切，形成密闭腔体。

具体地，本实用新型提供了一种串馈微带相控阵天线与校正网络一体化的设计，在满足雷达性能指标的前提下，利用多层微带耦合的形式，将天线分系统与校正网络实现一体化设计和加工，保证了通道间的一致性，减小了天线及馈线系统的体积，减轻了天馈线分系统的重量，大大降低了系统复杂度和加工难度。

其中，适用频段范围为5GHz-6GHz。

具体地，微带天线阵1在最顶层，通过微带贴片单元在空间形成辐射，其中，本实用新型实施例的微带天线阵1数量为至少八个；

这里，上述微带板2，采用RO4350B型高频微带板，该板材具有稳定性好，损耗低等特点，选用该板材，保证了天线的高增益指标，同时，该板材具有较低的热膨胀系数，适合做多层板的层压，能够较好的保证层压的一致性；

其中，在第一微带板靠近底板处、相邻两个金属化通孔4之间设置有微带天线输入端7；

此外，如图2所示，为避免校正网络各主通道之间的相互耦合和干扰，需要将耦合处用金属挡块进行隔离，为方便加工，用金属化通孔4代替金属挡块，减小加工量的同时能够保证金属化通孔4对电磁波的隔离；

其中。金属化通孔4外形长3.85mm，宽2.7mm，通孔的孔径为0.7mm，孔间距为1mm，具体金属化通孔4的尺寸布置可根据隔离需满足的要求进行仿真验证，同时，为保证加工时不出现破孔，靠近底边的金属化通孔4中心距离底边的距离为0.5mm。

进一步的，校正网络输入端11与校正组件相连接，用于传输校正发射通道和接收通道的校正信号。

进一步的，校正网络负载端10与贴片负载相连接，用于吸收校正辅通道上的多余能量。

具体地，图5为本实用新型实施例提供的第三微带板顶层图，校正网络辅通道12两端为校正网络输入端11和校正网络负载端10，校正网络输入端11接校正T/R组件，用于传输校正发射通道和接收通道的校正信号，校正网络负载端10接贴片负载，用于吸收校正辅通道12上的多余能量，防止形成反射。校正网络辅通道12的线宽为1.06mm，由于校正网络负载端凹型口3和校正网络输入端凹型口6的设置，使阻抗发生变化，设计凹型口处的校正网络输入端11和校正网络负载端10线宽为1.5mm，实现校正辅通道上的阻抗变换，使校正辅通道的电压驻波比小于1.1。

进一步的，校正网络耦合孔8呈腰圆状，通过宽度和角度来控制耦合量。

这里，校正网络是通过从天线传输线上耦合部分能量，来实现对雷达收发通道的监测和校正，利用天线传输线和校正辅通道12之间的腰圆孔进行能量的耦合，通过控制腰圆孔的长度、宽度和角度来控制耦合量，通过仿真优选腰圆孔的长度为3mm，宽度为1.4mm，角度为-71°，满足系统对校正网络耦合度-30dB的要求，腰圆孔角度为-71度时，保证了天线端进入校正输入口的能量小于-55dB，使校正网络有25dB的方向性，减小外部信号对校正网络性能的影响。

图3中斜线代表敷铜区域，该敷铜区域为顶层天线的反射地，同时也是校正网络的耦合开孔层，实现天线与校正网络一体化集成。

图4为本实用新型实施例提供的第二微带板的截面图，由于第一层微带板的底层有敷铜，第三层微带板有校正网络辅通道12，因此第二层微带板的顶层为保证校正网络通道间的一致性，需要将校正网络形成一个相对密闭的腔体，利用金属化盲孔9在微带板2内部形成电磁屏蔽层，将校正网络隔成一个腔体，为保证良好的屏蔽效果，金属化盲孔9孔径设计为0.4mm，孔间距为0.8mm，金属化盲孔9与金属化通孔4的间距最小距离0.1mm，形成金属化通孔4与金属化盲孔9屏蔽层相切，形成密闭腔体。

进一步的，校正网络耦合孔8处设置有矩形贴片，用于通过调整尺寸大小来控制耦合量。

这里，在校正辅通道12上的耦合孔对应处加了矩形贴片，该贴片与耦合孔共同控制耦合信号的强度，调整贴片大小可以调整耦合度值，贴片长0.3～1mm，宽度1.1mm～2mm之间，仿真实验优选贴片长度0.5mm，宽度1.6mm时，耦合度为-30dB，能够满足指标要求。

图6为本实用新型实施例提供的第三微带板截面图，金属化通孔4和金属化盲孔9对第三层微带板进行屏蔽和信号隔离。

进一步的，如图7所示，第三微带板还包括金属化包边，其中，金属化包边包括校正网络侧边金属化包边15，校正网络输入端金属化包边13和校正网络负载端金属化包边14。

具体地，金属化包边与图3中的地层，共同形成了一个密闭腔体，保证了校正网络信号传输的可靠性。校正网络侧边金属化包边15在天线输入端7处有宽度为4.1mm的开口，此开口宽度与连接器外导体内径大小相同，保证了天线馈电信号传输的连续性。

进一步的，第一微带板和第二微带板两侧分别设置有凹型口，凹型口分别与校正网络输入端11和校正网络负载端10相匹配。

这里，在第一层和第二层微带板2在两侧分别设置有校正网络输入端凹型口6和校正网络负载端凹型口3，避免了微带板2对校正网络输入端11和校正网络负载端10的遮挡，方便焊接。

进一步的，第一微带板还设置有天线固定孔5。

这里，通过固定螺钉与天线固定孔5的匹配，将天线固定于微带板2上，为保证固定螺钉不影响天线的辐射特性，该固定孔距离天线和传输线的距离需要大于4毫米；

进一步的，第一微带板、第二微带板和第三微带板分别通过半固化片进行连接。

这里，第一微带板与第二微带板之间，第二微带板和第三微带板之间使用RO4450F半固化片进行粘贴，半固化片厚度为4mil；由于需要高温加热，因此，三层微带板均采用热膨胀系数较小的RO4350B高频板，保证了加工的可靠性。

本实用新型实施例提供了校正网络一体化天线和地面安防雷达，包括依次相连接的第一微带板、第二微带板和第三微带板；第一微带板的顶层设有微带天线阵，第一微带板的底层敷设有微带天线阵的反射铜区；第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，天线传输线的两端分别为校正网络输入端和校正网络负载端，校正辅通道和天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔；第一微带板、第二微带板和第三微带板靠近底板处设置有金属化通孔；第二微带板内部设置有金属化盲孔将天线单元与校正网络集成一体化，在保证通道间的一致性的基础上，减小天线及馈线系统的体积和重量，进而大大降低雷达复杂度和加工难度。

本实用新型还提供地面安防雷达，包括如上所述的校正网络一体化天线。

本实用新型实施例提供的面安防雷达，与上述实施例提供的校正网络一体化天线具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种校正网络一体化天线，其特征在于，包括第一微带板、第二微带板和第三微带板，所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板依次相连接；

所述第一微带板的顶层设有微带天线阵，所述第一微带板的底层敷设有所述微带天线阵的反射铜区；

所述第三微带板设置有校正辅通道和天线传输线，所述天线传输线的两端分别为校正网络输入端和校正网络负载端，所述校正辅通道和所述天线传输线之间设置有用于控制耦合量的校正网络耦合孔；

所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板靠近底板处设置有用于隔离电磁波、避免各通道的相互耦合和干扰的金属化通孔；

所述第二微带板内部设置有金属化盲孔，形成屏蔽层，以使所述金属化盲孔的所述屏蔽层与所述金属化通孔相切，形成密闭腔体。

2.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述校正网络输入端与校正组件相连接，用于传输校正发射通道和接收通道的校正信号。

3.根据权利要求2所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述校正网络负载端与贴片负载相连接，用于吸收所述校正辅通道上的多余能量。

4.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述校正网络耦合孔呈腰圆状，通过宽度和角度来控制所述耦合量。

5.根据权利要求1或4所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述校正网络耦合孔处设置有矩形贴片，用于通过调整尺寸大小来控制所述耦合量。

6.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述第三微带板还包括金属化包边，其中，所述金属化包边包括校正网络侧边金属化包边，校正网络输入端金属化包边和校正网络负载端金属化包边。

7.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述第一微带板和所述第二微带板两侧分别设置有凹型口，所述凹型口分别与所述校正网络输入端和所述校正网络负载端相匹配。

8.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述第一微带板还设置有天线固定孔。

9.根据权利要求1所述的校正网络一体化天线，其特征在于，所述第一微带板、所述第二微带板和所述第三微带板分别通过半固化片进行连接。

10.一种地面安防雷达，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的校正网络一体化天线。