CN207116707U - 微带相控阵天线和地面安防雷达 - Google Patents
微带相控阵天线和地面安防雷达 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了微带相控阵天线和地面安防雷达，涉及雷达监测技术领域，包括微带介质板和设置在微带介质板上的串馈天线阵，其中，串馈天线阵包括至少两个，各个串馈天线阵并行排列；串馈天线阵包括依次相连接的天线模块、输入端匹配电路和天线输入端；天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，连接单元设置在相邻的天线单元之间，连接单元包括串馈线和与串馈线相连接的天线单元匹配电路；输入端匹配电路包括至少两级输入匹配电路，用于将天线输入端与天线单元进行匹配；的天线单元匹配电路用于将串馈线和天线单元进行匹配，通过减小相控阵体制天线的体积重量，进而提高相控阵体制的地面安防雷达的便携性，降低加工难度和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达监测技术领域，尤其是涉及微带相控阵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微带相控阵天线和地面安防雷达，通过减小相控阵体制天线的体积重量，进而提高相控阵体制的地面安防雷达的便携性，降低加工难度和成本。
第一方面，本实用新型实施例提供了微带相控阵天线，包括微带介质板和设置在所述微带介质板上的串馈天线阵，其中，所述串馈天线阵包括至少两个，各个所述串馈天线阵并行排列；
所述串馈天线阵包括天线模块、输入端匹配电路和天线输入端，所述天线模块、所述输入端匹配电路和所述天线输入端依次相连接；
所述天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，所述连接单元设置在相邻的所述天线单元之间，所述连接单元包括串馈线和与所述串馈线相连接的天线单元匹配电路；
所述输入端匹配电路包括至少两级输入匹配电路，用于将所述天线输入端与所述天线单元进行匹配；
所述的天线单元匹配电路用于将所述串馈线和所述天线单元进行匹配。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述天线输入端的宽度为1.65毫米，输入端阻抗为50欧姆，与馈线网络相匹配。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述串馈天线阵通过微带贴片形式设置于所述微带介质板，所述串馈天线阵的微带介质表面斜向敷铜。
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，相邻的所述串馈天线阵间距为26毫米-30毫米。
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，所述天线单元的长度为13.76毫米。
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，通过各个所述天线单元的宽度控制辐射能量。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述天线单元之间的间距范围为29毫米-30毫米。
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，所述天线单元匹配电路的宽度为2.3毫米，所述天线单元匹配电路的长度范围为2毫米-5毫米。
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，适用频段范围为5GHz-6GHz。
第二方面，本实用新型实施例还提供地面安防雷达，包括如上所述的微带相控阵天线。
本实用新型实施例提供了微带相控阵天线和地面安防雷达，包括微带介质板和设置在微带介质板上的串馈天线阵，其中，串馈天线阵包括至少两个，各个串馈天线阵并行排列；串馈天线阵包括天线模块、输入端匹配电路和天线输入端，天线模块、输入端匹配电路和天线输入端依次相连接；天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，连接单元设置在相邻的天线单元之间，连接单元包括串馈线和与串馈线相连接的天线单元匹配电路；输入端匹配电路包括至少两级输入匹配电路，用于将天线输入端与天线单元进行匹配；天线单元匹配电路用于将串馈线和天线单元进行匹配，通过减小相控阵体制天线的体积重量，进而提高相控阵体制的地面安防雷达的便携性，降低加工难度和成本。
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一提供的微带相控阵天线结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的微带相控阵天线中串馈天线阵结构示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的微带相控阵天线中输入端匹配电路结构示意图。
图标：1-微带介质板；2-串馈天线阵；3-输入端匹配电路；4-天线单元匹配电路；5-天线输入端；6-串馈线；7-第一天线单元；8-第二天线单元；9-第三天线单元；10-第四天线单元；11-第五天线单元；12-第六天线单元；13-第一级匹配电路；14-第二级匹配电路。
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微带相控阵天线和地面安防雷达，通过减小相控阵体制天线的体积重量，进而提高相控阵体制的地面安防雷达的便携性，降低加工难度和成本。
下面通过实施例进行详细描述。
实施例一：
图1为本实用新型实施例一提供的微带相控阵天线结构示意图。
参照图1，微带相控阵天线包括微带介质板1和设置在微带介质板1上的串馈天线阵2，其中，串馈天线阵2包括至少两个，各个串馈天线阵2并行排列；
串馈天线阵2包括天线模块、输入端匹配电路3和天线输入端5，天线模块、输入端匹配电路3和天线输入端5依次相连接；
天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，连接单元设置在相邻的天线单元之间，连接单元包括串馈线6和与串馈线6相连接的天线单元匹配电路4；
输入端匹配电路3包括至少两级输入匹配电路，用于将天线输入端5与天线单元进行匹配；
天线单元匹配电路4用于将串馈线6和天线单元进行匹配。
具体地，在满足雷达性能指标的前提下，利用微带天线设计方式，减小天线的体积，减轻天线分系统的重量，提高了天线系统的集成度，便于安装，同时降低了加工难度和成本。
这里，微带介质板1采用RO4350B材质，厚度为0.762毫米，在保证天线强度的同时，降低微带介质板1的损耗；
其中，作为一种可选的实施例，图1中微带相控阵天线应用八个串馈天线阵2；
进一步的，天线输入端5的宽度为1.65毫米，输入端阻抗为50欧姆，与馈线网络相匹配。
进一步的，串馈天线阵2通过微带贴片形式设置于微带介质板1，串馈天线阵2的微带介质表面斜向敷铜。
这里，串馈天线阵2斜线部分采用微带介质表面敷铜，镀金工艺，能够起到防腐蚀的作用；
进一步的，相邻的串馈天线阵2间距为26毫米-30毫米。
具体地，优选26毫米、27毫米、28毫米、28.5毫米、29毫米、30毫米。
这里，相邻的串馈天线阵2间距能够满足雷达方位面波束扫描正负45°的要求；
进一步的，天线单元的长度为13.76毫米。
其中，保证天线工作在C波段；
进一步的，通过各个天线单元的宽度控制辐射能量。
进一步的，天线单元之间的间距范围为29毫米-30毫米。
具体地，优选29毫米、29.5毫米、29.7毫米、30毫米，以使天线单元辐射电磁波在空间同相相加；
进一步的，天线单元匹配电路4的宽度为2.3毫米，天线单元匹配电路4的长度范围为2毫米-5毫米。
这里，天线单元匹配电路4的长度优选2毫米、3毫米、4毫米、4.3毫米、4.32毫米、4.35毫米、4.5毫米、5毫米，以保证天线单元与串馈线6之间的匹配；
具体地，如图2所示，串馈天线阵2包括串馈线6和天线单元；
其中，天线单元个数可为5～14个，作为一种可选的示范性实施例，本实用新型采用六个天线单元；
这里，天线单元包括第一天线单元7、第二天线单元8、第三天线单元9、第四天线单元10、第五天线单元11和第六天线单元12；
具体地，相邻的天线单元通过天线单元匹配电路4和串馈线6相连接，串馈线6将各个天线单元串联馈电，并且减小馈线长度，增加天线系统增益。
其中，第一天线单元7的宽度为9.704毫米，第二天线单元8的宽度为15.3毫米，第三天线单元9的宽度为20.36毫米，第四天线单元10的宽度为20.36毫米，第五天线单元11的宽度为15.3毫米，第六天线单元12的宽度为9.704毫米；
这里，通过天线单元的宽度不同，控制天线单元辐射的能量，以使在垂直面能够形成幅度加权，降低垂直面天线副瓣电平。
图3为本实用新型实施例一提供的微带相控阵天线中输入端匹配电路结构示意图。
如图3所示，天线输入端5的宽度为1.65毫米，输入端阻抗为50欧姆，与馈线网络匹配，输入端匹配电路3包括至少两级，作为一种本实用新型提供的示范性实施例，输入端匹配电路3采用两级；
其中，第一级匹配电路13的宽度为2.9毫米，长度为1.2毫米；第二级匹配电路14长度为4.45毫米，宽度为1.55毫米，第一级匹配电路13和第二级匹配电路14实现天线输入端50欧姆和天线之间的阻抗匹配，降低天线输入端5电压驻波比；
此外，输入端匹配电路3的级数与带宽相关，级数越多，天线带宽越宽，本实用新型提供的示范性实施例综合考虑天线的体积因素，将匹配电路设计为两级。
进一步的，适用频段范围为5GHz-6GHz。
具体地，本实用新型提供的微带相控天线应用于C波段地面安防雷达领域；
本实用新型实施例提供了微带相控阵天线和地面安防雷达，包括微带介质板和设置在微带介质板上的串馈天线阵，其中，串馈天线阵包括至少两个，各个串馈天线阵并行排列；串馈天线阵包括天线模块、输入端匹配电路和天线输入端，天线模块、输入端匹配电路和天线输入端依次相连接；天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，连接单元设置在相邻的天线单元之间，连接单元包括串馈线和与串馈线相连接的天线单元匹配电路；输入端匹配电路包括至少两级输入匹配电路，用于将天线输入端与天线单元进行匹配；的天线单元匹配电路用于将串馈线和天线单元进行匹配，通过减小相控阵体制天线的体积重量，进而提高相控阵体制的地面安防雷达的便携性，降低加工难度和成本。
实施例二：
进一步的，本实用新型实施例还提供了地面安防雷达，包括如上所述的微带相控阵天线。
其中，通常广泛应用的微带相控阵天线主要包括波导缝隙天线、微带阵子天线等，但都存在加工难度大、成本高、结构复杂、不便于安装等缺点；
这里，本实用新型实施例采用小型化、模块化的微带相控阵天线，通过减小微带相控阵天线的体积和重量，进而使得地面安防雷达的体积重量减轻，进而提高便携性；
具体地，本实用新型提供的地面安防雷达能够对于地面慢速活动目标进行准确跟踪和探测；
本实用新型实施例提供的地面安防雷达，与上述实施例提供的微带相控阵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)
1.一种微带相控阵天线，其特征在于，包括：微带介质板和设置在所述微带介质板上的串馈天线阵，其中，所述串馈天线阵包括至少两个，各个所述串馈天线阵并行排列；
所述串馈天线阵包括天线模块、输入端匹配电路和天线输入端，所述天线模块、所述输入端匹配电路和所述天线输入端依次相连接；
所述天线模块包括连接单元和至少五个天线单元，所述连接单元设置在相邻的所述天线单元之间，所述连接单元包括串馈线和与所述串馈线相连接的天线单元匹配电路；
所述输入端匹配电路包括至少两级输入匹配电路，用于将所述天线输入端与所述天线单元进行匹配；
所述的天线单元匹配电路用于将所述串馈线和所述天线单元进行匹配。
2.根据权利要求1所述的微带相控阵天线，其特征在于，所述天线输入端的宽度为1.65毫米，输入端阻抗为50欧姆，与馈线网络相匹配。
3.根据权利要求1所述的微带相控阵天线，其特征在于，所述串馈天线阵通过微带贴片形式设置于所述微带介质板，所述串馈天线阵的微带介质表面斜向敷铜。
4.根据权利要求3所述的微带相控阵天线，其特征在于，相邻的所述串馈天线阵间距为26毫米-30毫米。
5.根据权利要求1所述的微带相控阵天线，其特征在于，所述天线单元的长度为13.76毫米。
6.根据权利要求5所述的微带相控阵天线，其特征在于，通过各个所述天线单元的宽度控制辐射能量。
7.根据权利要求1所述的微带相控阵天线，其特征在于，所述天线单元之间的间距范围为29毫米-30毫米。
8.根据权利要求7所述的微带相控阵天线，其特征在于，所述天线单元匹配电路的宽度为2.3毫米，所述天线单元匹配电路的长度范围为2毫米-5毫米。
9.根据权利要求1所述的微带相控阵天线，其特征在于，适用频段范围为5GHz-6GHz。
10.一种地面安防雷达，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的微带相控阵天线。
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