CN211238514U - 一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列 - Google Patents

Abstract

一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,包括：发射天线模块、接收天线模块，所述发射天线模块包括多个发射天线、接收天线模块包括多个接收天线，发射天线间距非接收天线间距的整数倍；接收天线间距为一个射频波长作为窄角度天线，可更好保证远距离探测的精度、分辨率及稳定度，插值在接收天线中间的虚拟天线用于实现宽角模式，解决近区角度的模糊问题，实现雷达宽(近距离)窄(远距离)角度探测双模式设计，同时还可降低雷达基板的体积，实现设备紧凑小型化效果。

Description

一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列

技术领域

本发明涉及雷达应用技术领域，具体为一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列。

背景技术

雷达的基本工作原理是：发射天线将发射机电路产生的高频电流信号或传输线上的导行波转化为可在空间传输的具有某种特定极化方式的电磁波在规定的方向发射出去，当电磁波在前进方向碰到障碍物后，部分电磁波就沿发射方向反射回去，接收天线又将反射回去的电磁波转换为高频电流信号或传输线导行波，通过后续电路的滤波、放大、混频等变换后进行信号处理，提取目标物的距离、速度和角度等状态信息。

在接收天线间距固定的情况下，雷达的探测角度范围也就固定了下来，如果采用宽角度探测模式，则会影响远区目标物探测的稳定性及角度分辨率，如果采用窄角度探测模式，则会影响近距离时的角度模糊。如果要实现两种模式，则需要做两套系统。雷达天线的电路设计主要是发射天线的间距为接收天线间距的整数倍，多发多收提高雷达的性能，但不能兼顾远区和近区的整体要求。为了解决上述两种矛盾，本实用新型提出一种双模式天线阵列实现雷达宽窄角度的同步探测。

发明内容

一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列，包括：发射天线模块、接收天线模块，所述发射天线模块包括多个发射天线、接收天线模块包括多个接收天线，其中发射天线模块中相邻发射天线的间距与接收天线模块中相邻接收天线间距之比为非整数，即发射天线间距非接收天线间距的整数倍。

优选的，所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,所述相邻接收天线之间的间距等于λ(λ为射频波长)，所述发射天线之间的间距等于1.5λ。采用接收天线间距为一个射频波长作为窄角度天线，这样可以更好的保护远距离探测的精度、分辨率、稳定度；宽角度模式采用一路发射天线对应的多路接收天线和其他路发射天线对应于多路接收天线的虚拟空间天线产生，虚拟空间天线插值在接收天线的间距中间位置，将接收天线与虚拟空间天线的间距改变为半个射频波长，用半波长间距的接收天线实现宽角模式(接收天线间距越小，可探测到越大角度范围内的目标)，解决近区角度的模糊问题，且所占体积较小，实现雷达基板的小型化，降低成本，在实现相同功能和性能的情况下，本天线结构所需要的功耗较小，所占面积较小。

实际应用过程中通常将相邻接收天线之间的间距设置为λ/2或λ(射频波长)，但是因为本实用新型专利中在相邻接收天线中间位置插值有虚拟接收天线，所以为避免接受天线、模拟接收天线的重合现象及保证后期探测数据处理的简洁，将雷达电路板上的接收天线间距设置为λ。

优选的，所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,所述发射天线模块包括互相平行的两个发射天线，所述接收天线模块包括互相平行的四个接收天线。二发四收的雷达天线收发方式在保证雷达检测精度及广度的基础上可进一步减小收发模块在电路板的占用面积，避免电路板面积过大、成本较高。

优选的，所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,所述发射天线模块包括两个平行的发射天线，所述接收天线模块包括三个平行的接收天线。三天线测角设备中，所述三个接收天线间距较大且间隔的第一、第三接收天线实现高精度测量，间距较小且相邻的第一接收天线、第二接收天线解决多值性即满足单值角度测量。

优选的，所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,接收天线间距为λ，发射天线间距为λ+0.5Nλ，其中N为大于等于1的奇数。发射天线间距与入射天线间距比值等于整数部分与1/2波长之和，便于后续数据处理计算。

附图说明：

下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：

图1是具体实施案例1涉及的双模式天线阵列模拟示意图(虚线表示虚拟天线，实线表示真实存在的天线)；

图2是具体实施案例2涉及的双模式天线阵列模拟示意图(虚线表示虚拟天线，实线表示真实存在的天线)；

编号对应的具体结构如下：

发射天线1，接收天线2，

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

具体实施案例1：

一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列，包括：发射天线模块、接收天线模块，所述发射天线模块包括2个发射天线、接收天线模块包括4个接收天线，其中发射天线模块中相邻发射天线的间距与接收天线模块中相邻接收天线间距比值为非整数，即发射天线间距非接收天线间距的整数倍。

进一步的,所述2个接收天线之间的间距等于λ(射频波长)，所述相邻发射天线的间距等于1.5λ。采用接收天线间距为一个射频波长作为窄角度天线，这样可以更好的保护远距离探测的精度、分辨率、稳定度；宽角度模式采用一路发射天线对应的四路接收天线的虚拟空间天线产生，虚拟空间天线插值在接收天线的间距中间位置，将接收天线与虚拟空间天线的间距改变为半个射频波长，用半波长间距的接收天线实现宽角模式，解决近区角度的模糊问题，且所占体积较小，实现雷达基板的小型化，降低成本，在实现相同功能和性能的情况下，本天线结构所需要的功耗较小，所占面积较小。

可选择的，所述相邻接收天线之间的间距等于λ(射频波长)，所述发射天线之间的间距等于1.5λ或2.5λ。

具体实施案例2：

一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列，包括：发射天线模块、接收天线模块，所述发射天线模块包括2个发射天线、接收天线模块包括3个接收天线，其中发射天线模块中相邻发射天线的间距与接收天线模块中相邻接收天线间距之比为非整数，即发射天线间距非接收天线间距的整数倍。

进一步的,所述相邻接收天线之间的间距等于λ(射频波长)，所述发射天线之间的间距等于1.5λ。采用接收天线间距为一个射频波长作为窄角度天线，这样可以更好的保护远距离探测的精度、分辨率、稳定度；宽角度模式采用一路发射天线对应的多路接收天线和其他路发射天线对应于多路接收天线的虚拟空间天线产生，虚拟空间天线插值在接收天线的间距中间位置，将接收天线与虚拟空间天线的间距改变为半个射频波长，用半波长间距的接收天线实现宽角模式(接收天线间距越小，可探测到越大角度范围内的目标)，解决近区角度的模糊问题，且所占体积较小，实现雷达基板的小型化，降低成本，在实现相同功能和性能的情况下，本天线结构所需要的功耗较小，所占面积较小。

可选择的,所述相邻接收天线之间的间距等于λ(射频波长)，所述发射天线之间的间距等于1.5λ或2.5λ。接收天线间距始终为一个射频波长作为窄角度天线，这样可以更好保证远距离探测的精度、分辨率及稳定度。用发射天线之间1/2间距的接收天线实现宽角模式。三个接收天线的天线测角设备，大间距的接收天线保证高测量精度、小间距接收天线保证测量角度单值性，除此之外符合本实用新型专利中利用雷达基板上设置的接收天线中间间距位置插值虚拟空间中接收天线的技术方案，同时满足宽角度、窄角度探测的双模式天线阵列。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列，包括：发射天线模块、接收天线模块，所述发射天线模块包括多个发射天线、接收天线模块包括多个接收天线，其特征在于：其中发射天线模块中相邻发射天线的间距与接收天线模块中相邻接收天线间距之比为非整数，即发射天线间距非接收天线间距的整数倍。

2.如权利要求1所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,其特征在于：所述发射天线模块包括互相平行的两个发射天线，所述接收天线模块包括互相平行的四个接收天线。

3.如权利要求1所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,其特征在于：所述发射天线模块包括两个平行的发射天线，所述接收天线模块包括三个平行的接收天线。

4.如权利要求1～3中任一所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,其特征在于：发射天线间距为λ+0.5Nλ，接收天线间距为λ，λ为射频波长，其中N为大于等于1的奇数。

5.如权利要求4所述雷达宽窄角度探测用双模式天线阵列,其特征在于：所述发射天线之间的间距等于1.5λ，所述相邻接收天线之间的间距等于λ。

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