毫米波天线阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种毫米波天线阵列，包括发射/接收天线阵列，发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，接收天线模块用于接收从待扫描对象反射回的毫米波信号，馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至发射天线模块，并且回传接收天线模块接收的反射回的毫米波信号，其中，发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换馈电网络模块的一个输出端口与多个发射信号通道之间的连接，并且接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换馈电网络模块的一个输入端口与多个接收信号通道之间的连接。

Millimeter wave antenna array

【技术实现步骤摘要】
毫米波天线阵列
本专利技术涉及一种毫米波天线阵列。
技术介绍
主动毫米波人体安检系统主要通过近距离的毫米波有源天线阵列对人体划分的上万个甚至十几万个像素点进行快速扫描，获取人体及所携带物品的回波信号，再通过成像软件分析生成精确完整的人体和隐藏物品三维立体图，利用可疑物品检测标示软件实现对隐藏在衣物下危险品的自动检测标示，向安检人员展示成像及标示结果。主动毫米波人体安检系统的物品检测精度达到毫米级，具有成像分辨率高、检测精确、电磁辐射安全等优点。主动毫米波人体安检系统为SAR成像体制雷达，信号工作频率越高、瞬时工作带宽越宽引起的天线单元口径越小、天线单元间隔越近，越能获得更高的分辨率和更清晰的图像质量，更容易探测隐藏的身上物品及位置。目前毫米波有源天线阵列系统在军用雷达、通信、电子对抗等系统中已经得到了广泛应用，通过控制有源天线各通道的幅相变化来改变阵面天线方向图形状、以获得目标的具体信息。对于单通道有源天线，分为接收和发射两部分，发射部分通过外部时序控制将射频信号移相、放大后经天线单元辐射到空间，接收部分将天线单元接收到的射频信号通过放大、移相、衰减后传输给功分网络及接收机。
技术实现思路
由于有源相控阵天线阵列的每个通道都配装有一个发射/接收组件、且需要配备移相器、衰减器及切换开关，以保证一个组件都能独立发射接收电磁波，导致有源相控阵天线以及雷达的造价昂贵、结构复杂、散热困难、控制复杂、测试数据量大、工程化难度大。有鉴于此，本专利技术为主动毫米波人体安检系统提供了一种毫米波天线阵列用于近距离成像，采用收发分置的线性天线阵列，发射、接收天线阵列依次发射、接收宽带线性调频信号，实现对目标的距离向分辨；扫描是指通过时序控制线性阵列开关顺次打开，每次只允许一个天线单元发射线性调频信号，一个接收天线单元接收线性调频信号，其目的是为了减少数据采集所需要的时间，更利于实时成像的实现。该专利技术可降低传统有源天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本，具有高隔离度、高幅相一致性的特点。根据本专利技术的第一方面，提供一种毫米波天线阵列，包括：发射/接收天线阵列，该发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；所述发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，所述接收天线模块用于接收从所述待扫描对象反射回的毫米波信号，所述馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至所述发射天线模块，并且回传所述接收天线模块接收的所述反射回的毫米波信号，其中，所述发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换所述馈电网络模块的一个输出端口与所述多个发射信号通道之间的连接，并且所述接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换所述馈电网络模块的一个输入端口与所述多个接收信号通道之间的连接。优选地，所述发射切换部进行切换，使得从所述馈电网络模块的所述一个输出端口输出的毫米波信号经由所述发射切换部依次被分配至所述多个发射信号通道，并且所述接收切换部进行切换，使得从所述多个接收信号通道接收到的毫米波信号经由所述接收切换部依次输入到所述馈电网络模块的所述一个输入端口。优选地，所述发射切换部具有发射侧放大器，所述多个发射信号通道共用所述发射侧放大器；并且所述接收切换部具有接收侧放大器，所述多个接收信号通道共用所述接收侧放大器。优选地，所述发射天线模块还包括与所述多个发射信号通道分别连接的多个发射天线，并且所述接收天线模块还包括与所述多个接收信号通道分别连接的多个接收天线。优选地，所述发射/接收天线阵列包括多个所述发射天线模块和多个所述接收天线模块，并且所述馈电网络模块进行与各所述发射天线模块的连接的切换，以及进行与各所述接收天线模块的连接的切换。优选地，所述发射切换部和所述接收切换部包括单刀4掷开关(SP4T)。优选地，所述发射天线和所述接收天线为角锥喇叭天线。优选地，所述多个接收天线中的一个接收天线对应于所述多个发射天线中的两个发射天线。优选地，所述发射天线和所述接收天线采用微带线进行馈电。优选地，所述发射天线和所述接收天线的长度在1至3m的范围内，所述发射天线和所述接收天线到中心的间距在0.3至0.7m的范围内。专利技术的有益效果本专利技术根据毫米波人体安检系统近距离三维成像的特点，提供一种毫米波天线阵列，天线阵列具有收发分置，其内部公用毫米波放大器和开关分时切换工作，并且省去各个通道移相器和衰减器的设计，具有高隔离度、高幅相一致性的特点，可降低传统有源天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本，适用于批量生产、符合民用要求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，但其说明仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1图示出根据本专利技术的实施例的毫米波天线阵列。图2图示出根据本专利技术的实施例的毫米波天线扫描系统。图3为单个发射天线模块及单个接收天线模块的具体实例框图。参考标号列表1：毫米波天线阵列2：毫米波信号源3：扫描对象4：后级接收机10：馈电网络模块20：发射天线阵列40：接收天线阵列21至36：发射天线模块41至56：接收天线模块200：发射切换部201至216：发射信号通道221至236：发射天线单元400：接收切换部401至416：接收信号通道421至436：接收天线单元具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。结合图1-3说明本专利技术的毫米波天线阵列和毫米波天线扫描系统。图1图示出根据本专利技术的实施例的毫米波天线阵列。图2图示出根据本专利技术的实施例的毫米波天线扫描系统。图3为单个发射天线模块及单个接收天线模块的具体实例框图。本专利技术的毫米波天线阵列和毫米波天线扫描系统应用于人体安检系统。本专利技术的毫米波天线扫描系统如图1所示，毫米波天线扫描系统包括毫米波信号源2和连接于毫米波信号源2的毫米波天线阵列1，毫米波信号源2将毫米波信号发送至毫米波天线阵列1。如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，毫米波天线阵列1包括16个发射天线模块21至36、16个接收天线模块41至56和馈电网络模块10。馈电网络模块10将毫米波信号分别传送至16个发射天线模块21至36，并且从16个接收天线模块41至56分别接收毫米波信号。发射天线模块21至36中的每个模块均包括16个发射信号通道201至216和发射切换部200。发射切换部200切换馈电网络模块10的一个输出端口与16个发射信号通道之间的连接。接收天线模块41至56中的每个模块均包括16个接收信号通道401至416和接收切换部400，该接收切换部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波天线阵列，包括：/n发射/接收天线阵列，该发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；所述发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，所述接收天线模块用于接收从所述待扫描对象反射回的毫米波信号，所述馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至所述发射天线模块，并且回传所述接收天线模块接收的所述反射回的毫米波信号，/n其中，所述发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换所述馈电网络模块的一个输出端口与所述多个发射信号通道之间的连接，并且/n所述接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换所述馈电网络模块的一个输入端口与所述多个接收信号通道之间的连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波天线阵列，包括：
发射/接收天线阵列，该发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；所述发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，所述接收天线模块用于接收从所述待扫描对象反射回的毫米波信号，所述馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至所述发射天线模块，并且回传所述接收天线模块接收的所述反射回的毫米波信号，
其中，所述发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换所述馈电网络模块的一个输出端口与所述多个发射信号通道之间的连接，并且
所述接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换所述馈电网络模块的一个输入端口与所述多个接收信号通道之间的连接。


2.根据权利要求1所述的毫米波天线阵列，其中，
所述发射切换部进行切换，使得从所述馈电网络模块的所述一个输出端口输出的毫米波信号经由所述发射切换部依次被分配至所述多个发射信号通道，并且
所述接收切换部进行切换，使得从所述多个接收信号通道收到的毫米波信号经由所述接收切换部依次输入到所述馈电网络模块的所述一个输入端口。


3.根据权利要求1或2所述的毫米波天线阵列，其中，
所述发射切换部具有发射侧放大器，所述多个发射信号通道共用所述发射侧放大器；并且
所述接收切换部具有接收侧放大器，所述多个接收信号通道共用所述接收侧放大器。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张元超，
申请(专利权)人：北京华研微波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11