一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115524694A(43)申请公布日2022.12.27(21)申请号202211183385.0(22)申请日2022.09.27(71)申请人中国电子科技集团公司第十四研究所地址210039江苏省南京市雨花台区国睿路8号(72)发明人张若峤吴鸿超周浩刘明罡黄鑫(74)专利代理机构北京铸成博信知识产权代理事务所(普通合伙)16016专利代理师向耿(51)Int.Cl.G01S13/02(2006.01)G01S7/35(2006.01)G01S7/42(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统(57)摘要调频连续波雷达具有距离盲区小，距离分辨率高，信号承载能力强等优点，在工业医疗精密测量、汽车自动驾驶防撞监测等领域中具有广阔的应用前景。本发明提出了一种多入多出（MIMO）高隔离度连续波雷达天线系统，该连续波雷达天线系统包括收发天线板、前端组件、数字收发模块、电源模块、金属屏蔽壳体以及阵面转接板等六部分。在双天线空间隔离法的基础上，通过合理利用阵面布局，实现了收发天线在同一天线阵面上集成设计并使收发天线间隔离度达到了80dB，极大提高了MIMO调频连续波雷达的探测距离，具有很强的工程应用价值。CN115524694ACN115524694A权利要求书1/2页1.一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：包括收发天线板(1)、前端组件(2)、数字收发模块(3)、电源模块(4)、金属屏蔽壳体(5)、阵面转接板(6)；所述收发天线板(1)包括承载反射板(11)、多个接收天线(12)、发射天线(13)以及金属隔离挡板(14)，发射天线(13)完成对雷达线性调频信号的空间辐射，接收天线(12)完成对雷达回波信号的采样；所述前端组件(2)包括接收前端组件以及发射前端组件，接收前端组件为各个接收天线(12)提供低噪声放大以及增益控制，发射前端组件为发射天线(13)提供功率信号输出；所述数字收发模块(3)包括变频模块(31)、频率源(32)、数字处理模块(33)，所述变频模块(31)接收前端组件送来的信号，进行变频、放大、滤波后，送至数字处理模块(33)，所述数字处理模块(33)产生宽带中频信号，送至变频模块(31)，经放大、混频、滤波后，最终产生宽带激励信号送至前端组件(2)；所述数字处理模块(33)具有六路采样通道，同时接收多路信号，在数字处理模块中完成数据采样、去斜、打包传输功能；所述频率源(32)通过晶振产生时钟基准信号，送至数字处理模块(33)，通过锁相产生一本振、二本振信号，送至变频模块(31)；所述电源模块(4)将220V的交流输入电压转换为雷达天线系统内部各模块需求电压；所述金属屏蔽壳体(5)由多块金属板组成，对内部电路提供防水保护以及电磁屏蔽；所述阵面转接板(6)为阵面对外接口集成板，包括电源接口、网络控制接口、光纤接口，与外界处理设备的进行数据传输。2.根据权利要求1所述的一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：雷达天线系统采用一体化设计，将收发天线板(1)、前端组件(2)、数字收发模块(3)、电源模块(4)及阵面转接板(6)集成在同一个结构体内，外部为金属屏蔽壳体(5)。3.根据权利要求1所述的一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：所述发射天线(31)与接收天线(12)布置于同一个平面上，接收天线(12)呈L型布局，占据了矩形阵面的三个角，发射天线(13)位于矩形阵面的第四个角上，并在发射天线(31)与接收天线(12)间加装金属隔离挡板(14)。4.根据权利要求3所述的一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：接收天线(12)和发射天线(13)采用同一类型天线，天线单元采用微带贴片形式和带状线馈线布局，由PCB印制板一体加工成型。5.根据权利要求4所述的一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：天线单元由三层介质基板与四层金属构成，分别为第一介质层，第二介质层与第三介质层；四层金属包括第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；其排列顺序由上至下为第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层、第三介质层、第四金属层，其中第一金属层为贴片辐射单元(15)，第一介质层采用较厚的低介电常数介质板，第二介质层与第三介质层采用较薄的高介电常数介质板，第二金属层和第四金属层为传输带状线以及贴片辐射单元(15)的接地平面，第三金属层为馈电带状线(17)，电磁信号沿带状线传输，从第二金属层的H形缝隙(16)辐射到第一金属层。6.根据权利要求1所述的一种多入多出高隔离度连续波雷达天线系统，其特征在于：所述接收前端组件包括6个限幅器(23)和