1、指导教师 张忠祥 新型测速雷达平板天线阵 班级 学生 孙奎陈青潘慧学号 论文的结构和主要内容 第一部分设计背景 原理目的及创新点第二部分技术关键及技术指标第三部分技术特点第四部分微带天线第五部分基本框图及参数指标第六部分应用前景 背景 当前雷达测速系统中使用的主要是喇叭天线 这种天线的缺点除了体积较大外 其辐射方向性较差 且开口面有较大的反射 反射系数为0 25 0 3 表明波导开口面与自由空间严失配 辐射效率不高 雷达测速的原理 道路旁装有雷达发射器 向道路来车方向发射雷达波束 再接收汽车的反射的回波 通过回波分析测定汽车车速 如车速超过设定值 则指令相机拍摄 如晚间同时触发闪光灯 背景及原
2、理 设计的目的 对目前毫米波雷达测速系统中的喇叭天线进行更换替代 为提高雷达测速系统的分辨能力 要求天线方向图主瓣波束更窄 副瓣电平更低 同时为便于整个测速系统产品的平面化和集成化 要求产品轴向尺寸进一步降低 为满足上述需求 本项目采用平板天线阵列结构 由于微带天线的结构特点 其具有小型化 共形化和集成化等显著特点 所以采用微带阵列天线来进行更换替代 创新点 利用微带天线单元的结构特点 进行平面阵列天线组阵 通过对阵列天线单元数的选择和排列方式的选择 使得其辐射方向图和主瓣宽度满足设计指标的需求 通过对每个天线单元的馈电进行加权控制 从而对天线阵列的辐射副瓣增益进行控制 使其进一步的降低 以达
3、到设计指标需求 技术关键及技术指标 技术关键 阵列天线的排列方式 天线辐射单元其馈电幅值的加权分布技术指标 频率 24 125GHz增益 20dB波瓣宽度 小于6度 水平 8度 俯仰3dB小于12度 水平 15度 俯仰 10dB副瓣 18dB驻波 1 5环境温度 30 85 技术特点 微带天线 由于其自身的结构特点 决定了其产品小型化与集成化的特点 使得其在阵列天线中获得广泛的应用 由于目前馈电网络技术的发展 使得阵列天线的性能得到进一步的提升 同时 其具有平面结构的特点 风阻小 便于安装使用方便 本项目给出了两种平板天线阵列的设计 第一种为传统的矩形平面阵列天线结构 180mm 140mm
4、每一行天线单元具有相同的馈电电流幅值的加权处理 然后再对每一列进行馈电电流幅值的加权处理 第二种为菱形平面阵列天线结构 外形尺寸 140mm 140mm 获得了更进一步的降低 其天线单元的馈电电流幅值在每一行和每一列均需要进行单独的加权处理 微带天线 基本结构在一快厚度远小于波长的基片的一面沉积或粘贴金属辐射片 另一面全补贴以金属薄层做接地板 辐射片及接地板所用金属一般为导体铜或金 按其结构分类微带贴片天线 微带天线阵 微带槽天线 微带天线优缺点 优点 1 剖面低 即微带天线可以做得很薄 2 尺寸小 重量轻 3 天线性能多样化 4 易于安装 5 成本低 6 结构牢固 已与批量生产 缺点 工作频
5、率窄 增益较低 只能向半空间辐射或接受 端射性能差 功率能力较低 微带天线单元 矩形平面阵 外形尺寸 180mm 140mm 菱形平面阵 外形尺寸 140mm 140mm 应用前景 平板天线阵列其具有体积小 重量轻 风阻小 安装使用方便 克服了现有测速雷达方向性较差 体积较大的缺点 本项目在基于微带平面天线的基础上 给出了传统结构的平板微带天线阵 18X14单元 和新型小型化菱形平板微带天线阵 它们具有天线波瓣更窄 辐射方向性更强 结构更加紧凑 便于与微波收发电路集成等优点 使得雷达测速系统产品在外形上更加小型化 在使用和安装上更加便利化 这种新型测速雷达可用于公路交通 铁路交通等对车辆进行速度监测和交通管理 其测速精确 性能稳定 使用安全 因其发射角度小 有效的避免了相邻车道的速度干扰 测速周期短 反应时间快 提高系统运转性能 平板阵列天线 其技术性能稳定可靠 可以广泛的应用于雷达测速系统中替代喇叭天线 市场和经济效益可观 谢谢 致谢
