一种新型毫米波雷达抗干扰微带阵列天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地说，涉及一种新型毫米波雷达抗干扰微带阵列天线。

背景技术

随着电子设备集成度的提高，通信设备的体积也变得越来越小，微带天线具有体积小、质量轻、剖面低、易于安装和与载体表面共形等特点，且馈电网络与天线一起制作，适于用印刷电路技术大规模生产。将微带天线与有源器件或电路集成于一体，可实现全平面集成的收发前端模块。因此，微带天线技术受到普遍关注，并已广泛应用于毫米波雷达、通信、制导等领域。

相对于单个天线单元难以满足日益增高的性能要求，天线组阵是增强天线性能的一个有效措施，由多个天线单元通过馈电网络组成的阵列天线能够产生较为灵活的方向图，并能产生更高的增益，因此必须要确保阵列天线的馈电网络能量和相位分配精准。在设备小型化发展的趋势下，天线和有源器件高度集成的同时又不明显影响天线的增益和方向图是一项艰巨的工作。首先馈线本身会辐射，从而干扰方向图使增益降低，其次有源电路和芯片能量泄露对天线性能会产生非常有害的影响，对后端信号处理来说，收发天线间的耦合影响带内调制，造成系统不能正常工作。

微带阵列天线设计中，常会假设天线工作于理想情况下，而并不会考虑馈电网络和芯片等有源电路的辐射影响，这就会导致阵列天线的实际情况与预期出现偏差，很多情况下互耦带来的偏差甚至无法容忍。尤其是在阵列天线小型化的发展趋势下，射频抗干扰成为制约阵列天线性能提高的关键问题。而传统的隔离措施基于天线周边过孔设计，能够抑制部分内部耦合，但是天线间外部耦合给阵列天线的方向图带来了严重畸变影响，为了解决微带阵列天线和馈电网络互相耦合引起的方向图副瓣电平升高、增益降低，以及有源电路和芯片能量泄露导致的天线受干扰不能正常工作的问题，故提出了一种新型毫米波雷达抗耦合干扰微带阵列天线。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型毫米波雷达抗干扰微带阵列天线。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种新型毫米波雷达抗干扰微带阵列天线，包括微带介质板、辐射单元、隔离带、射频芯片和多组排列设置的接地假单元，所述辐射单元、隔离带、射频芯片和接地假单元均设置在微带介质板的正面，所述接地假单元采用与辐射单元相同设计并在馈电处设计圆形过孔接地，所述隔离带将射频芯片与辐射单元隔离；

所述辐射单元包括微带辐射贴片、与微带辐射贴片相连的馈电结构，多个所述微带辐射贴片通过馈电结构以纵向串联的形式相互连接组成微带阵列，所述微带阵列包括串馈接收天线阵列、串馈发射天线阵列，所述串馈接收天线阵列由二列二个单元的微带辐射贴片组成并与射频芯片连接，所述串馈发射天线阵列由一列二单元的微带辐射贴片组成并与射频芯片连接，多组所述接地假单元间隔设置在串馈接收天线阵列、串馈发射天线阵列之间。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述馈电结构为微带馈线，所述微带馈线为馈线处的缩进匹配，有效展宽频段，所述微带辐射贴片为方形。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述隔离带为多层过孔结构。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述微带辐射贴片可按大小进行幅度加权，并调整相邻两单元间距使相位相同，形成低副瓣阵列。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明在阵列天线间采用接地假单元共形设计，能够有效抑制馈电网络和阵列天线相互间的耦合干扰，并通过隔离带分割芯片和天线辐射区域，降低芯片泄露对方向图的影响，保持能量收发各向的一致性，具有弱耦合及高隔离度降低芯片干扰、低剖面的优势，可以广泛应用于雷达、遥感、电子对抗以及无线通信系统等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号说明：

1、微带介质板；2、辐射单元；21、微带辐射贴片；22、馈电结构；23、串馈接收天线阵列；24、串馈发射天线阵列；3、隔离带；4、射频芯片；5、接地假单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，一种新型毫米波雷达抗干扰微带阵列天线，包括微带介质板1、辐射单元2、隔离带3、射频芯片4和多组排列设置的接地假单元5，辐射单元2、隔离带3、射频芯片4和接地假单元5均设置在微带介质板1的正面，接地假单元5采用与辐射单元2相同设计并在馈电处设计圆形过孔接地，通过接地假单元的排列设计，有效降低馈电网络和阵列天线间互耦影响，隔离带3将射频芯片4与辐射单元2隔离，通过隔离带3分割射频芯片4和微带阵列天线，以此增加天线与射频芯片4等有源电路的隔离度，并通过接地假单元设计减小馈电网络以及阵列天线间的互耦影响。

辐射单元2包括微带辐射贴片21、与微带辐射贴片21相连的馈电结构22，多个微带辐射贴片21通过馈电结构22以纵向串联的形式相互连接组成微带阵列，对第一个单元进行馈电激励，能量依次向后传输，微带阵列包括串馈接收天线阵列23、串馈发射天线阵列24，串馈接收天线阵列23由二列二个单元的微带辐射贴片21组成并与射频芯片4连接，串馈发射天线阵列24由一列二单元的微带辐射贴片21组成并与射频芯片4连接，多组接地假单元5间隔设置在串馈接收天线阵列23、串馈发射天线阵列24之间。

具体的，馈电结构22为微带馈线，微带馈线为馈线处的缩进匹配，有效展宽频段，微带辐射贴片21为方形，使用时根据天线系统的工作频率，确定工作信号的波长，并根据波束宽度和增益要求确定辐射阵面的几何尺寸，设计方形微带贴片的宽度，调节馈线处的缩进，增加匹配带宽。

具体的，隔离带3为多层过孔结构，从而实现阵列天线与射频芯片4的分割，增加天线与芯片及有源电路的隔离度。

具体的，微带辐射贴片21可按大小进行幅度加权，并调整相邻两单元间距使相位相同，形成低副瓣阵列。

工作原理：射频芯片4通过馈电网络穿过多层过孔隔离带3，对串馈发射天线阵列24进行馈电，并从串馈接收天线阵列23返回信号，接地假单元5能有效降低馈电网络和阵列天线间互耦影响，同时隔离带3对射频芯片4泄露的能量有效隔离，使天线方向图增益波动较小；

通过实际测试对比，该方案可以使阵列天线3dB波束宽度内的增益波动大幅度降低，非常好地实现了弱干扰耦合、小型化、低剖面、易于载体共形的微带阵列天线。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。