基本信息
- 项目名称：
- 新型测速雷达平板天线阵
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目主要将目前毫米波测速雷达系统中的喇叭天线替换为新型平板天线阵。 统测速雷达系统中的喇叭天线由于其辐射方向性差，开口面有较大的反射，辐射效率不高，且体积较大，已不能适应测速雷达系统的新要求。因此，本项目将用新型天线对其进行替换。
- 详细介绍：
- 基于微带天线具有小型化，共形化，集成化的显著特点，且通过组阵后易于实现窄波束，低副瓣，此外，目前馈电网络技术的发展，使得阵列天线的性能得到进一步的提升。因此本设计将采用微带阵列平板天线实现对喇叭天线的替换。 本项目给出了两种平板天线阵列的设计，第一种为传统的矩形平面阵列天线结构（180mm×140mm），每一行天线单元具有相同的馈电电流幅值的加权处理，然后再对每一列进行馈电电流幅值的加权处理；第二种为菱形平面阵列天线结构，外形尺寸（140mm×140mm）获得了更进一步的降低，其天线单元的馈电电流幅值在每一行和每一列均需要进行单独的加权处理。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、作品设计 用新型的平板天线替代传统的喇叭天线，然后对普通矩形平板天线阵进行改良，得到菱形平板天线阵。 2、设计发明的目的和基本思路 为提高雷达测速系统的分辨能力，要求天线方向图主瓣波束更窄、副瓣电平更低；同时为便于整个测速系统产品的平面化和集成化，要求产品轴向尺寸进一步降低。为满足上述需求，对目前毫米波雷达测速系统中的喇叭天线进行更换替代。本项目采用平板天线阵列结构，由于微带天线的结构特点，其具有小型化、共形化和集成化等显著特点，所以采用微带阵列天线来进行更换替代。 3、创新点 利用微带天线单元的结构特点，进行平面阵列天线组阵，通过对阵列天线单元数的选择和排列方式的选择，使得其辐射方向和主瓣宽度满足设计指标的需求；通过对每个天线单元的馈电进行加权控制，从而对天线阵列的辐射副瓣增益进行控制，使其进一步的降低，以达到设计指标需求。 4、技术关键 阵列天线的排列方式；天线辐射单元其馈电幅值的加权分布。 5、主要技术指标 频率：24.125GHz 增益：> 20dB 波瓣宽度： 小于6度（水平）*8度（俯仰） 3dB 小于12度（水平）*15度（俯仰） 10dB 副瓣： -18dB 驻波：< 1.5 环境温度：-30℃～85℃
科学性、先进性
- 当前雷达测速系统中使用的主要是喇叭天线，这种天线的缺点除了体积较大外，其辐射方向性较差、且开口面有较大的反射（反射系数为0.25～0.3，表明波导开口面与自由空间严失配），辐射效率不高。 微带天线，由于其自身的结构特点，决定了其产品小型化与集成化的特点，使得其在阵列天线中获得广泛的应用；由于目前馈电网络技术的发展，使得阵列天线的性能得到进一步的提升。同时，其具有平面结构的特点，风阻小，便于安装，使用方便。 本项目给出了两种平板天线阵列的设计，第一种为传统的矩形平面阵列天线结构（180mm×140mm），每一行天线单元具有相同的馈电电流幅值的加权处理，然后再对每一列进行馈电电流幅值的加权处理；第二种为菱形平面阵列天线结构，外形尺寸（140mm×140mm）得到了更进一步的减小，其天线单元的馈电电流幅值在每一行和每一列均需要进行单独的加权处理。
获奖情况及鉴定结果
- 在合肥电子38所处于测试阶段。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 申请专利
作品可展示的形式
- 实物、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 目前城市与公路交通中使用的毫米波雷达测速系统，其收发共用天线大多为喇叭天线。由于喇叭天线的结构特点，使得雷达测速产品的三维尺寸较大，特别是在其轴向方向，对产品的小型化、集成化及使用带来不便。 平板天线阵列其具有体积小、重量轻、风阻小的特点、安装使用方便，克服了现有测速雷达方向性较差、体积较大的缺点。此种新型雷达测速精确，性能稳定，使用安全；测速周期短，反应时间快，提高系统运转性能； 提供触发信号，且因其发射角度小，有效的避免了相邻车道的速度干扰，触发位置准确，可用于公路交通、铁路交通等对车辆进行速度和交通管理，又便于开发高性能的系统。 鉴于以上特点，平板阵列天线，可以广泛的应用于雷达测速系统中替代喇叭天线，性能稳定可靠，市场和经济效益可观。
同类课题研究水平概述
- 通过对中国期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文全文数据库和中国重要报纸全文数据库等五个数据库的检索，将时间范围限定为1981－2011年共30年，匹配方式选择精确，以关键词为检索项，以“测速雷达”为检索词进行搜索，共发现相关文献参考资料261篇。以“喇叭天线”为检索词进行搜索，共发现相关文献参考资料286篇。以“微带天线阵”为检索词进行搜索，共发现相关文献参考资料201篇。 以“微带天线阵 馈电加权”为检索词进行搜索，未发现相关文献参考资料。以“测速雷达 微带天线阵”为检索词进行搜索，未发现相关文献参考资料。 以“测速雷达 微带天线阵 馈电加权”为检索词进行搜索，未发现相关文献参考资料。 直至今日，国内理论界还基本未出现微带天线阵馈电加权为基础的测速雷达的研究成果，本项目产品的研发对于推进学科研究和公共交通现代化管理将起到积极的推动作用。
