雷达天线和包含其的雷达的制作方法

文档序号:13216551阅读:281来源:国知局
技术领域本发明涉及电子行业雷达技术领域,尤其涉及一种雷达天线和和包含该雷达天线的雷达。

背景技术:
超宽带雷达技术通常采用无载频脉冲体制,通过超宽带的特性来获得高分辨率成像。在道路病害、轨道检测等领域,超宽带雷达具有快速高效、非侵入式检测等特点,在近几十年迅速发展。高速公路建设不仅惠及民生,同时又对国民经济具有重要推动作用。针对高速公路路面分层、道路质量检测等,空耦型超宽带探地雷达具有广阔的应用前景。天线作为雷达的前端传感器,一方面负责将电信号转换成电磁波并向目标媒质辐射,另一方面也要接收来自目标媒质的后向散射回波。天线的特性对雷达系统的探测离和分辨率具有重要的影响。超宽带天线在近几十年受到较多关注,也涌现出众多研究成果。应用于超宽带探地雷达的天线,根据不同的应用环境,天线也具有不同的形式。针对地耦形式的超宽带雷达工作方式,天线多采用具有平面结构的半波偶极子形式;针对空耦形式的超宽带工作方式,天线通常采用横电磁波(TEM)喇叭形式。高速公路路基到路面一般为17cm,其中分层为厘米级,这需要雷达天线具有宽带宽。同时为了便于工程作业,要求天线具有紧凑的尺寸。为了获得浅表层信息,还要求天线具有拖尾少、低振铃的时域特性。目前应用于高速公路探测的雷达天线存在带宽较低,或者尺寸不够紧凑的问题,这不利于雷达系统的工程化应用。

技术实现要素:
鉴于上述技术问题,本发明的目的在于提供一种超宽带雷达天线。为实现上述目的,本发明提供一种雷达天线,包括发射天线组件和接收天线组件,其中:所述发射天线组件包括:第一上辐射臂、第一下辐射臂和第一阻抗变换器;所述第一上辐射臂具有两端,宽度较小的一端为第一上辐射臂短端,另一端为第一上辐射臂长端;所述第一下辐射臂具有两端,宽度较小的一端为第一下辐射臂短端,另一端为第一下辐射臂长端;所述第一下辐射臂短端和所述第一上辐射臂短端通过所述第一阻抗变换器连接;所述接收天线组件包括:第二上辐射臂、第二下辐射臂和第二阻抗变换器;所述第二上辐射臂具有两端,宽度较小的一端为第二上辐射臂短端,另一端为第二上辐射臂长端;所述第二下辐射臂具有两端,宽度较小的一端为第二下辐射臂短端,另一端为第二下辐射臂长端;所述第二下辐射臂短端和第二上辐射臂短端通过所述第二阻抗变换器连接。根据本发明的一具体实施方案,所述第一上辐射臂和第一下辐射臂对称设置,设定两个辐射臂长度方向的对称线为雷达天线轴向方向,则两个辐射臂沿雷达天线轴向的阻抗变化按照以下方式计算:rmax=tanh(BsinhBlnZ2/Z1)---(1)]]>l=B2+6.5232πf0---(2)]]>ξ=2x/l(3)其中,rmax是指雷达天线反射系数,Z2值为辐射臂长端阻抗,Z1值为辐射臂短端阻抗,公式(1)中求出中间变量B,f0为天线中心频率,l为喇叭天线轴线长度,x为沿雷达天线轴向的变量,取值为0-l,ξ为中间变量,I0{·
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