二垂直面接收天线14顺时钟旋转90°得到。
[0043]当然在其他实施例中，上述第一垂直面接收天线12与第二垂直面接收天线14之间的位置、第一水平面接收天线13与第二水平面接收天线15之间的位置可相互交换，其原理与上述一致。
[0044]本实施例中，还包括高频基板，发射天线11、接收天线均印刷在高频基板上，即发射天线11、接收天线均为印刷在高频基板上的微带天线。
[0045]工作时，调频连续波雷达的高频电磁波经发射天线端口 A23馈入发射天线11的阵列中，并以圆极化方式辐射出去，四组接收天线均能接收到目标回波，通过其中垂直面接收天线获取的垂直面角度信息以及水平面接收天线获取的水平面角度信息，从而计算得到目标的三维目标位置信息。第一垂直面接收天线12和第二水平面接收天线15只能接收到目标回波中的垂直极化分量，第一垂直面接收天线12的两个线性阵列接收到的目标回波经过高频模拟电路、低频模拟电路和数字处理后能够计算出目标在垂直面上的角度信息；第二水平面接收天线15的两个线性阵列接收到的目标回波经过高频模拟电路、低频模拟电路和数字处理后能够计算出目标在水平面上的角度信息。第一垂直面接收天线12、第二水平面接收天线15中任一线性阵列接收到的目标回波经过处理后均可以得到目标的距离和速度信息，进而调频连续波雷达根据第一垂直面接收天线12、第二水平面接收天线15测得目标的垂直面角度、水平面角度以及距离可以计算得到目标的三维位置信息。
[0046]另一方面，第一水平面接收天线13和第二垂直面接收天线14只能接收到目标回波中的水平极化分量，其中第一水平面接收天线13的两个线性阵列接收到的目标回波经过处理后能够计算出目标在水平面上的角度信息，第二垂直面接收天线14的两个线性阵列的目标回波经过处理后能够计算出目标在垂直面上的角度信息。第一水平面接收天线13和第二垂直面接收天线14中任一线性阵列接收到的目标回波经过处理后均可以得到目标的距离和速度信息，进而调频连续波雷达根据第一水平面接收天线13和第二垂直面接收天线14测得目标的水平面角度、垂直面角度以及距离可以计算得到目标的三维位置信息。
[0047]同时，调频连续波雷达在垂直面以及水平面上均获得了关于目标的两个正交极化的特征回波(垂直极化以及水平极化特征回波)，其中由第一垂直面接收天线12接收垂直面上垂直极化回波分量，而第二垂直面接收天线14接收垂直面上水平极化回波分量；第一水平面接收天线13接收水平面上水平极化回波分量，而第二水平面接收天线15接收水平面上垂直极化回波分量，从而能够获取得到目标的多级化特征信息。由于与单极化的目标回波相比，多极化的目标回波能够包含更多的关于目标的特征信息，因此利用相关算法即可以方便的将目标的多极化信息以及多特征进行融合处理，从而基于多极化信息可以减少杂波影响，获得与目标几何形状与结构相关的特征量，有效提高了雷达对目标的识别能力。
[0048]如图7所示为本实施例中发射天线11的矩形阵列结构的辐射方向图，其中实线表示水平面的辐射方向图，虚线表示垂直面的辐射方向图，由图中可知，采用上述结构的发射天线11在水平面的辐射方向图的半功率波束宽度为12.3°，副瓣电平小于-19dB ;垂直面的辐射方向图的半功率波束宽度为13.4°，副瓣电平小于_20dB。
[0049]本实施例四组接收天线的共八个线性阵列的辐射方向图相同，如图8所示为接收天线2的一个线性阵列的辐射方向图，其中实线表示水平面的辐射方向图，虚线表示垂直面的辐射方向图，采用上述结构及布置方式的线性阵列，水平面的辐射方向图的半功率波束宽度为82°，垂直面的辐射方向图的半功率波束宽度为15°，副瓣电平小于_21dB。
[0050]实施例2:
如图9所示，本实施调频连续波雷达的天线装置与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中双极化天线采用+45°斜极化天线、-45°斜极化天线，其中垂直面接收天线的+45°斜极化天线、-45°斜极化天线均为水平设置，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。通过微带天线阵元可以方便的实现+45°斜极化方式和-45°斜极化方式，具体可以将如图4所示的垂直极化微带天线阵元逆时针旋转45°，即可形成-45°斜极化微带天线阵元。
[0051]本发明上述天线装置的应用频段可以为24GHz频段，具体可以应用在K波段调频连续波雷达的射频前端，也可以应用于其他频段的调频连续波雷达中。
[0052]上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种调频连续波雷达的天线装置，其特征在于: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，所述发射天线(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，多组所述接收天线围绕所述发射天线(11)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(11)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(11)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。2.根据权利要求1所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于: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。3.根据权利要求2所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于:所述发射天线(11)中第一微带天线阵元(111)为圆极化微带天线阵元，各个所述圆极化微带天线阵元通过第一馈电网络(112)连接。4.根据权利要求3所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于:所述第一微带天线阵元(111)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。5.根据权利要求4所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于: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。6.根据权利要求5所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于:还包括高频基板，所述发射天线(11)、接收天线均印刷在所述高频基板上。7.根据权利要求1?6中任意一项所述的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于: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。8.根据权利要求1?6中任意一项的调频连续波雷达的天线装置，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明公开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，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，多组接收天线围绕发射天线的矩形阵列结构布置，多组接收天线至少包括两组分别布置在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发射天线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均分别为一对双极化天线。本发明具有结构简单紧凑、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优点。
【IPC分类】H01Q21/00, H01Q1/38, H01Q21/24
【公开号】CN105161861
【申请号】CN201510626470
【发明人】易浩, 王波, 韩明华, 衣晓飞
【申请人】湖南华诺星空电子技术有限公司, 湖南纳雷科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月28日