一种用于穿墙雷达成像的宽带天线制造技术

本发明专利技术公开一种用于穿墙雷达成像的宽带天线，包括介质基板以及金属反射板，介质基板通过固定支撑组件固定设置在金属反射板的上方，介质基板的正面印制有相互连接的金属贴片以及微带馈线，介质基板的背面印制有开有槽缝的金属接地板。本发明专利技术具有结构简单紧凑、成本低、尺寸小且增益高等优点。

A Broadband Antenna for Wall-Crossing Radar Imaging

The invention discloses a broadband antenna for wall penetrating radar imaging, which comprises a dielectric substrate and a metal reflector. The dielectric substrate is fixed on the top of the metal reflector through a fixed support component. The front of the dielectric substrate is printed with metal patches and microstrip feeders connected with each other, and the back of the dielectric substrate is printed with metal grounding plates with slots. The invention has the advantages of simple and compact structure, low cost, small size and high gain.

【技术实现步骤摘要】
一种用于穿墙雷达成像的宽带天线
本专利技术涉及穿墙雷达成像
，尤其涉及一种用于穿墙雷达成像的宽带天线。
技术介绍
使用穿墙雷达可以对墙体后方的目标进行探测、定位以及目标成像，如在灾后救援等紧急情况中，救援人员可以使用穿墙雷达对掩埋在废墟下的受伤人员进行搜救，争取宝贵的灾后伤员救治时间，宽带成像则是实现穿墙雷达探测的关键。相比于常规的雷达，依据穿墙的雷达自身的特点、使用场景等特性，要求穿墙雷达中的天线需要具有工作频段低、工作带宽大、增益高、轻便等特点，而目前在较低频段，微带天线通常无法同时兼顾实现宽带、高增益以及小型化，要实现宽带、高增益，则相应的天线尺寸较大，而为了实现小型化天线，相应的天线带宽、增益往往不能满足要求，在穿墙雷达中使用上述微带天线，就无法同时兼顾带宽、增益以及小型化的需求，因此亟需提供一种用于穿墙雷达成像的宽带天线，使得能够尽可能实现宽带以及小型化，满足穿墙雷达成像的高增益需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单紧凑、成本低、尺寸小且增益高的用于穿墙雷达成像的宽带天线。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种用于穿墙雷达成像的宽带天线，包括介质基板以及金属反射板，所述介质基板通过固定支撑组件固定设置在所述金属反射板的上方，所述介质基板的正面印制有相互连接的金属贴片以及微带馈线，所述介质基板的背面印制有开有槽缝的金属接地板。作为本专利技术的进一步改进：所述金属接地板呈矩形状，所述金属接地板的四周均开设有矩形状的所述槽缝。作为本专利技术的进一步改进：位于所述金属接地板左、右侧的所述槽缝的宽度为3~5mm，位于所述金属接地板上、下侧的所述槽缝的宽度为3.5~4.5mm。作为本专利技术的进一步改进：所述金属贴片呈三角形状，所述金属贴片的高度为λ0/4、底部边长为λd/4，其中λ0为天线中心频率f0所对应的波长，λd为天线低频最低谐振点频率fd所对应的波长。作为本专利技术的进一步改进：所述金属贴片的底边中心至所述金属接地板的底边之间的距离为1~2mm。作为本专利技术的进一步改进：所述微带馈线的起始端连接至所述金属贴片的底边中心点，末端延伸至所述介质基板的下边沿。作为本专利技术的进一步改进：所述介质基板开有穿孔，所述微带馈线通过所述穿孔与馈电同轴线缆的内芯连接，所述金属接地板通过所述穿孔与馈电同轴线缆的金属外皮连接。作为本专利技术的进一步改进：所述金属反射板上开有通孔，所述馈电同轴线缆从所述馈线穿孔穿出，所述馈电同轴线缆的末端连接有射频接头。作为本专利技术的进一步改进：所述介质基板的尺寸小于所述金属反射板的尺寸大小。作为本专利技术的进一步改进：所述固定支撑组件的高度为λ0/4，以使得所述介质基板与所述金属反射板之间距离λ0/4，其中λ0为天线中心频率f0所对应的波长。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术用于穿墙雷达成像的宽带天线，通过在介质基板的下方设置金属反射板，可以减弱后向辐射对天线中电路模块干扰的同时还可以增强天线的定向性，进而提高天线的增益性能，同时通过在介质基板背面的金属接地板上开有槽缝，可以实现接地板曲流，即通过开槽使得金属接地板上的电流路径发生弯曲，进而引导介质基板正面的金属贴片中的电流路径发生弯曲，可以增加电流路径的有效长度，同时降低谐振频率，使得天线既能够实现小型化，同时又能够拓展工作带宽，从而可以实现小型化的高增益宽带天线，满足穿墙雷达成像的需求。附图说明图1是本实施例用于穿墙雷达成像的宽带天线的结构示意图。图2是本实施例中介质基板的正面的结构示意图。图3是本实施例中介质基板的背面的结构示意图。图4是本专利技术在具有应用实施例中得到的天线增益曲线示意图。图5是本专利技术在具有应用实施例中得到的天线频点f1处的H、E平面辐射方向图。图6是本专利技术在具有应用实施例中得到的天线频点f0处的H、E平面辐射方向图。图7是本专利技术在具有应用实施例中得到的天线频点f2处的H、E平面辐射方向图。图例说明：1、介质基板；2、金属反射板；3、固定支撑组件；4、金属贴片；5、微带馈线；6、金属接地板；61、槽缝；7、穿孔；8、馈电同轴线缆；9、通孔；10、螺钉；11、第一固定用通孔；12、第二固定用通孔。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。如图1、2、3所示，本实施例用于穿墙雷达成像的宽带天线包括介质基板1以及金属反射板2，介质基板1通过固定支撑组件3固定设置在所述金属反射板2的上方，介质基板1的正面印制有相互连接的金属贴片4以及微带馈线5，介质基板1的背面印制有开有槽缝61的金属接地板6。本实施例上述天线，通过在介质基板1的下方设置金属反射板2，介质基板1通过固定支撑组件3与金属反射板2之间具有一定间距，可以减弱后向辐射对天线中电路模块干扰的同时还可以增强天线的定向性，进而提高天线的增益性能，同时通过在介质基板1背面的金属接地板6上开有槽缝61，可以实现接地板曲流，即通过开槽使得金属接地板6上的电流路径发生弯曲，进而引导介质基板1正面的金属贴片4中的电流路径发生弯曲，可以增加电流路径的有效长度，同时降低谐振频率，使得天线既能够实现小型化，同时又能够拓展工作带宽，从而无需对天线进行任何有耗加载即可以实现小型化的高增益宽带天线，满足穿墙雷达成像的需求，进一步上述天线可以使得天线辐射体的尺寸较小，可便于将多个辐射体固定在一块较大的金属反射板2之上，经过合理布局还可以方便的组成各种多发多收的天线系统。本实施例中，金属接地板6呈矩形状，金属接地板6的四周均开设有矩形状的槽缝61，通过在金属接地板6上进行合理开槽，可以有效改变金属贴片4上的电流路径，尽可能的减小天线的尺寸同时拓展工作带宽。介质基板1具体为矩形状，金属接地板6的外侧四周各边长和介质基板1的各边长相同，介质基板1的中心与金属反射板2的中心在同一条垂直线上，且金属反射板2位于介质基板1的正下方，以保证最佳的增益性能。介质基板1具体可采用相对介电常数εr为2.55、损耗角正切值较小的材料，具体可根据实际需求选取。本实施例中，位于金属接地板6左、右侧的槽缝61的宽度为3~5mm，位于金属接地板6上、下侧的槽缝61的宽度为3.5~4.5mm，可以获取最佳性能的宽带天性。优选的，金属接地板6的上、下侧宽度均为4.5mm，金属接地板6左、右侧的宽度均为4mm，天线的相对带宽相比传统微带天线可以超过50%。本实施例中，金属贴片4呈三角形状，金属贴片4的高度为λ0/4、底部边长为λd/4，其中λ0为天线中心频率f0所对应的波长，λd为天线低频最低谐振点频率fd所对应的波长。通过根据天线中心频率f0、低频最低谐振点频率fd对应的波长来确定金属贴片4的各边长尺寸，在实现小型化天线的基础上，还能够提高天线的辐射性能。如图2所示，本实施例中金属贴片4的底边中心至金属接地板6的底边之间的距离为1~2mm，优选的为1.5mm。本实施例中，微带馈线5的起始端连接至金属贴片4的底边中心点，即微带馈线5与金属贴片4连接端的中心与金属贴片4的底边的中心点重合，微带馈线5的末端延伸至介质基板1的下边沿。本实施例中，介质基板1开有穿孔7，微带馈线5通过穿孔7与馈电同轴线缆8的内芯连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：包括介质基板（1）以及金属反射板（2），所述介质基板（1）通过固定支撑组件（3）固定设置在所述金属反射板（2）的上方，所述介质基板（1）的正面印制有相互连接的金属贴片（4）以及微带馈线（5），所述介质基板（1）的背面印制有开有槽缝（61）的金属接地板（6）。

【技术特征摘要】
1.一种用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：包括介质基板（1）以及金属反射板（2），所述介质基板（1）通过固定支撑组件（3）固定设置在所述金属反射板（2）的上方，所述介质基板（1）的正面印制有相互连接的金属贴片（4）以及微带馈线（5），所述介质基板（1）的背面印制有开有槽缝（61）的金属接地板（6）。2.根据权利要求1所述的用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：所述金属接地板（6）呈矩形状，所述金属接地板（6）的四周均开设有矩形状的所述槽缝（61）。3.根据权利要求2所述的用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：位于所述金属接地板（6）左、右侧的所述槽缝（61）的宽度为3~5mm，位于所述金属接地板（6）上、下侧的所述槽缝（61）的宽度为3.5~4.5mm。4.根据权利要求1或2或3所述的用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：所述金属贴片（4）呈三角形状，所述金属贴片（4）的高度为λ0/4、底部边长为λd/4，其中λ0为天线中心频率f0所对应的波长，λd为天线低频最低谐振点频率fd所对应的波长。5.根据权利要求4所述的用于穿墙雷达成像的宽带天线，其特征在于：所述金属贴片（4）的底边中...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亚超，王生水，
申请(专利权)人：湖南华诺星空电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43