一种调频连续波雷达的天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及调频连续波雷达技术领域，尤其涉及一种调频连续波雷达的天线装置。
【背景技术】
[0002]调频连续波雷达是通过发射天线来发射高频电磁波，再通过接收天线接收目标的反射回波，从而通过混频、零中频滤波、中频放大、AD采样、信号处理等环节最后输出目标信息。由于调频连续波雷达具有辐射功率小、测距测速精度高、集成化程度高、低成本等优点，因而被广泛的应用于交通监控、汽车驾驶、工业控制、防入侵检测等民用领域中。调频连续波雷达在应用中，通常还需要获得目标在方位面的角度信息来满足探测需求，具体是通过在接收端配置至少两个接收天线来接收雷达回波，使得雷达回波到达两个天线的传播长度具有一定的差值，根据这个差值即可以通过分析处理信号中的相位差来计算得到目标的角度。
[0003]目前的调频连续波雷达通常只在方位面设置一组单极化的接收天线，由单极化发射天线辐射线性极化电磁波，再通过与发射天线同极化的接收天线接收回波来获得目标信息。目前的上述调频连续波雷达，一方面，由于只能获得目标在方位面的角度信息，因而实质上仅是基于二维位置测试的雷达，无法获得目标更为具体的三维位置信息；另一方面，极化信息能够反映电磁波的矢量特性，是电磁波除时域、频域和空域信息以外的又一可以利用的重要信息，可获取目标表面粗糙度、对称性和取向等其它参数难以表征的信息，因而是完整刻画目标特性不可或缺的重要参数，而通过单极化天线获得的目标特征有限，对实现目标识别造成了比较大的困难，且为提高目标识别能力，往往还需要通过其他途径来减小杂波干扰。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、制作成本低、能够实现目标三维位置测量，同时获得多极化目标信息的调频连续波雷达的天线装置。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种调频连续波雷达的天线装置，包括用于发射雷达高频信号的发射天线、以及多组用于接收雷达回波的接收天线，所述发射天线为由多个第一微带天线阵元连接构成的矩形阵列结构，多组所述接收天线围绕所述发射天线的矩形阵列结构布置，多组所述接收天线至少包括两组分别布置在所述发射天线的水平面两侧的垂直面接收天线、以及两组分别布置在所述发射天线的垂直面两侧的水平面接收天线，两组所述垂直面接收天线、两组所述水平面接收天线均为一对双极化天线。
[0006]作为本发明进一步改进:每组所述接收天线包括两个以上具有相同结构的线性阵列，每组接收天线中各个所述线性阵列相互平行、间隔布置，每个所述线性阵列包括多个第二微带天线阵元、以及连接各个所述第二微带天线阵元的第二馈电网络。
[0007]作为本发明进一步改进:所述发射天线中第一微带天线阵元为圆极化微带天线阵元，各个所述圆极化微带天线阵元通过第一馈电网络连接。
[0008]作为本发明进一步改进:所述第一微带天线阵元为具有按等腰直角三角形被截断的一对相对角的矩形贴片结构。
[0009]作为本发明进一步改进:所述第二微带天线阵元为具有凹槽的矩形贴片结构，通过所述凹槽接入微带馈线以进行阻抗匹配。
[0010]作为本发明进一步改进:还包括高频基板，所述发射天线、接收天线均印刷在所述尚频基板上。
[0011]作为本发明进一步改进:所述双极化天线为垂直极化天线以及水平极化天线，其中所述垂直面接收天线的垂直极化天线、水平极化天线均为水平设置，所述水平面接收天线的垂直极化天线、水平极化天线均为垂直设置。
[0012]作为本发明进一步改进:所述双极化天线为+45°斜极化天线、-45°斜极化天线，其中所述垂直面接收天线的+45°斜极化天线、-45°斜极化天线均为水平设置，所述水平面接收天线的+45°斜极化天线、-45°斜极化天线均为垂直设置。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1)本发明调频连续波雷达的天线装置包括发射天线和多组接收天线，通过在方位面和俯仰面上分别设置两组接收天线，可以同时获得目标在方位面和俯仰面的角度信息，进而根据目标距离可以计算得到目标的全部位置信息，实现目标三维位置测量；同时方位面、俯仰面上两组接收天线分别为一对双极化天线，从而能够获得多极化的目标信息以减少杂波影响，同时获得与目标几何形状与结构相关的特征量，进而可以提高雷达对目标的识别能力；
2)本发明调频连续波雷达的天线装置中多组接收天线围绕发射天线布置，多组接收天线分别设置于垂直面、水平面的两侧，结构紧凑，利于实现垂直面、水平面上高效率的天线收发过程；进一步的接收天线的馈线延伸方向分别与发射天线的矩形阵列结构所形成的四条边界平行且具有指定间距，从而由接收天线围绕发射天线构成一个新的矩形结构，具有合理的收发天线布局，能够进一步提高雷达天线的收发效率。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例1中调频连续波雷达的天线装置的结构示意图。
[0015]图2是本发明实施例1中调频连续波雷达的天线装置的布置原理示意图。
[0016]图3是本发明实施例1中发射天线的第一微带天线阵元的结构示意图。
[0017]图4是本发明实施例1中发射天线的第一馈电网络的结构原理示意图。
[0018]图5是本发明实施例1中接收天线的第二微带天线阵元结构示意图。
[0019]图6是本发明实施例1中线性阵列的第二馈电网络的结构原理示意图。
[0020]图7是本发明实施例1中发射天线的辐射方向图结果示意图。
[0021]图8是本发明实施例1中接收天线的一个线性阵列的辐射方向图结果示意图。
[0022]图9是本发明实施例2中调频连续波雷达的天线装置的结构示意图。
[0023]图例说明:11、发射天线；111、第一微带天线阵元；112、第一馈电网络；12、第一垂直面接收天线；13、第一水平面接收天线；14、第二垂直面接收天线；15、第二水平面接收天线。
【具体实施方式】
[0024]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0025]实施例1:
如图1所示，本实施例调频连续波雷达的天线装置，包括用于发射雷达高频信号的发射天线11、以及多组用于接收雷达回波的接收天线，发射天线11为由多个第一微带天线阵元111连接构成的矩形阵列结构，多组接收天线围绕发射天线11的矩形阵列结构布置，即围绕矩形阵列结构所形成的四周边缘布置。多组接收天线至少包括两组分别布置在发射天线11的水平面两侧的垂直面接收天线、以及两组分别布置在发射天线11的垂直面两侧的水平面接收天线，两组垂直面接收天线、两组水平面接收天线中均分别为一对双极化天线。
[0026]如图2所示，本实施例中设置12、13、14、15四组接收天线并围绕发射天线11布置，其中12和14接收天线为垂直面接收天线，分别位于水平面的两侧，用于接收垂直面上雷达回波以测量垂直面上的角度信息；13、15接收天线为水平面接收天线，分别位于垂直面的两侧，用于接收水平面上雷达回波以测量水平面上的角度信息。
[0027]采用上述结构，通过在方位面(水平面)和俯仰面(垂直面)上分别设置接收天线，可以同时获得目标在方位面和俯仰面的角度信息，进而根据目标距离可以计算得到目标的全部位置信息，实现目标三维位置测量；同时方位面、俯仰面上两组接收天线还分别为一对双极化天线，从而能够获得多极化的目标信息以减少杂波影响，同时获得与目标几何形状与结构相关的特征量，进而可以有效提尚雷达的目标识别能力。
[0028]本实施例调频连续波雷达的天线装置中多组接收天线围绕发射天线11布置，多组接收天线分别设置于垂直面、水平面的两侧，结构紧凑，利于实现垂直面、水平面上高效率的天线收发过程。
[0029]本实施例中，发射天线11中第一微带天线阵元111为圆极化微带天线阵元，各个圆极化微带天线阵元通过第一馈电网络112连接