一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列制造技术

本实用新型专利技术涉及雷达天线技术领域，公开一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，包括含有发射天线单元的两组发射子阵和含有接收天线单元的接收子阵；所述接收子阵对应在两组发射子阵之间；发射子阵中最外侧两端设置有耦合天线单元；每个天线单元采用基片集成波导缝隙驻波天线。所述发射子阵包括16个发射通道，发射天线单元的间距大于二分之一波长。所述接收子阵包括16个接收通道，接收天线单元的间距大于一个波长。本实用新型专利技术通过设置耦合天线单元来展宽了发射波束，实现了较宽的覆盖，而接收子阵的方向图由于采用了基片集成波导缝隙驻波天线，方向图具有高对称性，波束指向不随频率偏移的特点，且在较小口径前提下实现低副瓣，其结构简单也可靠。其结构简单也可靠。其结构简单也可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列


[0001]本技术涉及雷达天线
，更具体的说，特别涉及一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列。

技术介绍

[0002]MIMO雷达是利用多个发射天线同步地发射分集的波形,同时使用多个接收天线接收回波信号,并集中处理的一种新型雷达体制。在克服信道衰落、提高分辨率和抑制干扰等方面具有巨大的潜力。将MIMO理论应用于雷达系统,能显著提高系统的目标检测、跟踪、识别和参数估计等性能。分集增益是MIMO雷达具有这些潜能的根源:传统单基地雷达对目标的探测所获得信息较为单一,而MIMO雷达能获得多维目标信息,通过多维信息的联合处理可以获得目标更多、更本质的特征。MIMO雷达为空间分集、波形分集、结构分集和极化分集等分集技术的使用提供了平台。同时不难看出MIMO雷达在性能上的优势通常以增加系统复杂性为代价,如何处理好性能与复杂性之间的关系是系统设计的难点。
[0003]对于发射方向图，传统雷达采用单个窄波束扫描的方式对目标进行搜索或跟踪。例如机械扫描雷达工作方式固定不灵活，导致其资源利用率较低，且影响目标跟踪性能。相控阵雷达可以灵活的对波束进行切换，但通常也采用单波束扫描方式，从而会影响速度估计精度及跟踪性能。传统单个窄波束的发射方向图并不适用于任意场合。当需要对整个空间进行观测时，希望采用全向的方向图。但全向方向图会造成增益损失，需要进行长时间积累，这不利于快速目标的检测，因此该方式更适合慢速目标的搜索或对环境信息的获取。当需要对某部分区域进行观测时，可采用覆盖该区域的宽波束，另外宽波束也是窄波束与全向方向图的折中。
[0004]基于基片集成波导的缝隙阵列天线的结构优点使得它可以进行高度的集成化，整个天馈系统都能容纳在单片基片中，有效地弥补了传统金属波导缝隙阵在这方面的缺点。并且其制造工艺简单方便，PCB和LTCC技术都可以制作基片集成波导，这使得其加工成本大大得到改善。此外，用PCB工艺在介质基片上缝代替金属波导表面开缝，避免了加工后对开槽缝隙进行二次修正，并且加工一致性能够得到保证，这为量产带来巨大的便利。基片介质集成波导缝隙阵列天线，很好的中和了传统的金属波导结构、成本与性能之间的矛盾，在保持了金属波导的大部分优异性能的同时，有着很大的结构上的优势，尤其随着毫米波技术的发展，毫米波系统对天线提出了低剖面、低损耗、小型化和易于与平面电路集成等要求，在这些方面，介质基片集成波导有独特的优势，所以研究这项技术具有重要的理论与工程意义。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，能够实现雷达方位宽波束，其结构简单、功能可靠也易于实现。
[0006]为了解决以上提出的问题，本技术采用的技术方案为：
[0007]本技术提供一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，包括含有发射天线单元的两组发射子阵和含有接收天线单元的接收子阵；所述接收子阵对应在两组发射子阵之间；所述发射子阵中最外侧两端设置有耦合天线单元；每个天线单元均采用基片集成波导缝隙驻波天线。
[0008]进一步的，所述发射子阵包括16个发射通道，每个发射天线单元的间距大于二分之一波长。
[0009]进一步的，所述接收子阵包括16个接收通道，每个接收天线单元的间距大于一个波长。
[0010]进一步的，所述发射子阵包括12个发射天线单元，其中部的8个发射天线单元作为辐射单元，由最外侧两端的发射天线单元依次向外分别设置2个耦合天线单元。
[0011]进一步的，所述耦合天线单元后加50欧姆电阻。
[0012]进一步的，所述天线单元包括介质基板，所述介质基板包括相对设置的辐射面和金属地，所述辐射面上设置有辐射间隙，所述辐射面上设置有将所述辐射间隙完全包围的金属柱；所述辐射面上并位于所述辐射间隙的一侧设置有馈电探针，所述馈电探针所述金属柱形成的包围圈内。
[0013]进一步的，所述辐射间隙采用两道并列设置，所述馈电探针对应在两道辐射间隙之间。
[0014]进一步的，所述金属柱均匀设置，并形成将所述辐射间隙和馈电探针包围在内的矩形腔。
[0015]进一步的，所述发射天线单元采用了TLY
‑
5材料为介质基板，其介电常数为2.2。
[0016]进一步的，所述接收天线单元采用了TLY
‑
5材料为介质基板，其介电常数为2.2。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0018]本技术提供的基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，通过在发射天线单元两侧设置耦合天线单元来展宽了发射波束，实现了较宽的覆盖，而接收子阵的方向图由于采用了基片集成波导缝隙驻波天线，方向图具有高对称性，波束指向不随频率偏移的特点，且在较小口径前提下实现了低副瓣，使雷达实现方位宽波束，进一步提高了资源利用率，其结构简单、功能可靠也易于实现。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0020]图1为本技术基于MIMO体制雷达的收发天线阵列的布局示意图。
[0021]图2为本技术收发天线阵列中发射子阵的结构示意图。
[0022]图3为本技术天线单元的结构示意图。
[0023]图4为本技术中双程方位方向图的仿真结果图。
[0024]图5为本技术中双程接收方向图的仿真结果图。
[0025]附图标记说明如下：1为介质基板；2为辐射面；3为金属地；4为辐射缝隙；5为金属柱；6为馈电探针。
具体实施方式
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本专利技术
的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
[0027]本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本专利技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
[0028]此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，其特征在于：包括含有发射天线单元的两组发射子阵和含有接收天线单元的接收子阵；所述接收子阵对应在两组发射子阵之间；所述发射子阵中最外侧两端设置有耦合天线单元；每个天线单元均采用基片集成波导缝隙驻波天线。2.根据权利要求1所述的基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，其特征在于：所述发射子阵包括16个发射通道，每个发射天线单元的间距大于二分之一波长。3.根据权利要求2所述的基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，其特征在于：所述接收子阵包括16个接收通道，每个接收天线单元的间距大于一个波长。4.根据权利要求2或3所述的基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，其特征在于：所述发射子阵包括12个发射天线单元，其中部的8个发射天线单元作为辐射单元，由最外侧两端的发射天线单元依次向外分别设置2个耦合天线单元。5.根据权利要求4所述的基于MIMO体制雷达的收发天线阵列，其特征在于：所述耦合天线单元后加50欧姆电阻。6.根据权利要求5所述的基于MIMO体制雷达的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏宇，于慧，姚迪，江志远，
申请(专利权)人：苏州理工雷科传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：