型平板天線陣課件

1、LOGO指指導(dǎo)教師導(dǎo)教師：張張忠祥忠祥 新型測速雷達平板天線陣新型測速雷達平板天線陣 n學(xué)學(xué)生：生：孫孫奎奎 陳青陳青 潘慧潘慧n學(xué)號學(xué)號：LOGO論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容u第一部分第一部分 設(shè)計背景、原理目的及創(chuàng)新點設(shè)計背景、原理目的及創(chuàng)新點u第二部分第二部分 技術(shù)關(guān)鍵及技術(shù)指標(biāo)技術(shù)關(guān)鍵及技術(shù)指標(biāo)u第三部分第三部分 技術(shù)特點技術(shù)特點u第四部分第四部分 微帶天線微帶天線u第第五五部分部分 基本框圖及參數(shù)指標(biāo)基本框圖及參數(shù)指標(biāo)u第六部分第六部分 應(yīng)用前景應(yīng)用前景n背景：背景：當(dāng)前雷達測速系統(tǒng)中使用的主要當(dāng)前雷達測速系統(tǒng)中使用的主要是喇叭天線，這種天線的缺點除了體積是喇叭天線，這種

2、天線的缺點除了體積較大外，其輻射方向性較差、且開口面較大外，其輻射方向性較差、且開口面有較大的反射（反射系數(shù)為有較大的反射（反射系數(shù)為0.250.3，表明波導(dǎo)開口面與自由空間嚴(yán)失配），表明波導(dǎo)開口面與自由空間嚴(yán)失配），輻射效率不高輻射效率不高。 n雷達測速的原理雷達測速的原理：道路旁裝有雷達道路旁裝有雷達發(fā)射器，向道路來車方向發(fā)射雷達波束，發(fā)射器，向道路來車方向發(fā)射雷達波束，再接收汽車的反射的回波，通過回波分再接收汽車的反射的回波，通過回波分析測定汽車車速，如車速超過設(shè)定值，析測定汽車車速，如車速超過設(shè)定值，則指令相機拍攝，如晚間同時觸發(fā)閃光則指令相機拍攝，如晚間同時觸發(fā)閃光燈。燈。背景及原理

3、背景及原理型平板天線陣型平板天線陣設(shè)計的目的n對目前毫米波雷達測速系統(tǒng)中的喇叭天線進行對目前毫米波雷達測速系統(tǒng)中的喇叭天線進行更換替代。為提高雷達測速系統(tǒng)的分辨能力，更換替代。為提高雷達測速系統(tǒng)的分辨能力，要求天線方向圖主瓣波束更窄、副瓣電平更低；要求天線方向圖主瓣波束更窄、副瓣電平更低；同時為便于整個測速系統(tǒng)產(chǎn)品的平面化和集成同時為便于整個測速系統(tǒng)產(chǎn)品的平面化和集成化，要求產(chǎn)品軸向尺寸進一步降低。為滿足上化，要求產(chǎn)品軸向尺寸進一步降低。為滿足上述需求，本項目采用平板天線陣列結(jié)構(gòu)，由于述需求，本項目采用平板天線陣列結(jié)構(gòu)，由于微帶天線的結(jié)構(gòu)特點，其具有小型化、共形化微帶天線的結(jié)構(gòu)特點，其具有小型

4、化、共形化和集成化等顯著特點，所以采用微帶陣列天線和集成化等顯著特點，所以采用微帶陣列天線來進行更換替代。來進行更換替代。型平板天線陣型平板天線陣創(chuàng)新點創(chuàng)新點 利用微帶天線單元的結(jié)構(gòu)特點，進行平面陣列利用微帶天線單元的結(jié)構(gòu)特點，進行平面陣列天線組陣，通過對陣列天線單元數(shù)的選擇和排列天線組陣，通過對陣列天線單元數(shù)的選擇和排列方式的選擇，使得其輻射方向圖和主瓣寬度滿足方式的選擇，使得其輻射方向圖和主瓣寬度滿足設(shè)計指標(biāo)的需求；通過對每個天線單元的饋電進設(shè)計指標(biāo)的需求；通過對每個天線單元的饋電進行加權(quán)控制，從而對天線陣列的輻射副瓣增益進行加權(quán)控制，從而對天線陣列的輻射副瓣增益進行控制，使其進一步的降低

5、，以達到設(shè)計指標(biāo)需行控制，使其進一步的降低，以達到設(shè)計指標(biāo)需求。求。型平板天線陣型平板天線陣技術(shù)關(guān)鍵及技術(shù)指標(biāo)技術(shù)關(guān)鍵及技術(shù)指標(biāo)u 技術(shù)關(guān)鍵：陣列天線的排列方式、天線輻射單元其饋電幅值的加權(quán)分布u 技術(shù)指標(biāo)：頻率：24.125GHz增益： 20dB波瓣寬度： 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 駐波： 1.5環(huán)境溫度：-3085型平板天線陣型平板天線陣技術(shù)特點技術(shù)特點u微帶天線，由于其自身的結(jié)構(gòu)特點，決定了其產(chǎn)品小型化與集成化的特點，使得其在陣列天線中獲得廣泛的應(yīng)用；由于目前饋電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得陣列天線的性能得到進一步的提升。同

6、時，其具有平面結(jié)構(gòu)的特點，風(fēng)阻小，便于安裝使用方便。u本項目給出了兩種平板天線陣列的設(shè)計，第一種為傳統(tǒng)的矩形平面陣列天線結(jié)構(gòu)（180mm140mm），每一行天線單元具有相同的饋電電流幅值的加權(quán)處理，然后再對每一列進行饋電電流幅值的加權(quán)處理；第二種為菱形平面陣列天線結(jié)構(gòu)，外形尺寸（140mm140mm）獲得了更進一步的降低，其天線單元的饋電電流幅值在每一行和每一列均需要進行單獨的加權(quán)處理。型平板天線陣型平板天線陣微帶天線微帶天線u 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 在一快厚度遠小于波長的基片的一面沉積或粘貼金屬輻射在一快厚度遠小于波長的基片的一面沉積或粘貼金屬輻射片，另一面全補貼以金屬薄層做接地板。輻射片及接地

7、板片，另一面全補貼以金屬薄層做接地板。輻射片及接地板所用金屬一般為導(dǎo)體銅或金。所用金屬一般為導(dǎo)體銅或金。 按其結(jié)構(gòu)分類按其結(jié)構(gòu)分類 微帶貼片天線，微帶天線陣，微帶槽天線微帶貼片天線，微帶天線陣，微帶槽天線型平板天線陣型平板天線陣微帶天線優(yōu)缺點微帶天線優(yōu)缺點u 優(yōu)點：優(yōu)點：1.剖面低，即微帶天線可以做得很薄。剖面低，即微帶天線可以做得很薄。2.尺寸小，尺寸小，重量輕。重量輕。3.天線性能多樣化。天線性能多樣化。4.易于安裝。易于安裝。5.成本低。成本低。6.結(jié)構(gòu)牢固，已與批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)牢固，已與批量生產(chǎn)。u 缺點：工作頻率窄，增益較低，只能向半空間輻射或接受缺點：工作頻率窄，增益較低，只能向半空

8、間輻射或接受，端射性能差，功率能力較低，端射性能差，功率能力較低型平板天線陣型平板天線陣微帶天線單元微帶天線單元型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣-200.00-150.00-100.00-50.00 0.0050.00100.00150.00200.00Theta deg-25.00-20.00-15.00-10.00-5.00-0.005.0010.00Y1Ansoft LLCPatch_Antenna_ADKv1XY Plot 2Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptiveFreq=24.125GHz Phi=0degdB(Gai

9、nTotal)_1Setup1 : LastAdaptiveFreq=24.125GHz Phi=90deg型平板天線陣型平板天線陣矩形平面陣矩形平面陣型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣-200.00-150.00-100.00-50.00 0.0050.00100.00150.00200.00Theta deg-50.00-37.50-25.00-12.500.0012.5025.0037.50Y1Ansoft LLC18X14_array_new_feedline5XY Plot 1m1m2m3m4m5Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastA

10、daptiveFreq=24.125GHz Phi=0degdB(GainTotal)_1Setup1 : LastAdaptiveFreq=24.125GHz Phi=90degNameXYm10.000030.4831m215.00005.0065m32.500026.9644m43.500027.6236m55.000023.9258型平板天線陣型平板天線陣菱形平面陣菱形平面陣型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣型平板天線陣-200.00-150.00-100.00-50.00 0.0050.00100.00150.00200.00Theta deg-50.00-40.00-30.00-

11、20.00-10.000.0010.0020.0030.00Y1Ansoft LLC18X14_array_new_feedline1XY Plot 1m7m6m5m4 m3m1Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptiveFreq=24.125GHz Phi=0degdB(GainTotal)_1Setup1 : LastAdaptiveFreq=24.125GHz Phi=90degNameXYm10.000029.2935m33.000026.2362m4-3.000026.1741m53.500026.8886m6-3.500025.5817m713.50003.8907型平板天線陣型平板天線陣應(yīng)用前景應(yīng)用前景u平板天線陣列其具有體積小、重量輕、風(fēng)阻小、安裝使用方便，克服了現(xiàn)有測速雷達方向性較差、體積較大的缺點。本項目在基于微帶平面天線的基礎(chǔ)上，給出了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的平板微帶天線陣（18X14單元）和新型小型化菱形平板微帶天線陣，它們具有天線波瓣更窄、輻射方向性更強、結(jié)構(gòu)更加緊湊，便于與微波收發(fā)電路集成等優(yōu)點，使得雷達測速系統(tǒng)產(chǎn)品在外形上更加小型