毫米波段连续波雷达天线隔离度设计

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析二、天线系统的结构设计1. 天线类型选择在选择天线类型时，需要考虑雷达系统的应用需求和性能指标。

常见的毫米波雷达天线类型包括开口波导天线、硬壳天线和微带天线等。

根据具体的应用要求，选择合适的天线类型，并对其进行优化设计。

2. 天线阵列设计天线阵列是毫米波雷达天线系统的核心部分，通过合理的天线阵列设计，可以实现波束指向和波束宽度的控制，提高雷达系统的探测能力。

在设计天线阵列时，需要考虑天线元的阵列结构、天线间距、阵列方向图和天线阵列的形式，如线性阵列、面阵列或环形阵列等。

3. 天线尺寸和形状设计毫米波天线的工作波长较短，因此天线尺寸相对较小。

在设计天线尺寸时，需要考虑到系统的频率范围和性能指标，使得天线结构紧凑、重量轻，便于安装和维护。

天线形状的选择也会对天线性能产生较大影响，如常见的角形天线、圆形天线和矩形天线等。

4. 天线材料选择天线材料的选择对天线的电磁性能和机械性能有着重要的影响。

在选择天线材料时，需要考虑材料的导电性、热稳定性、机械强度和耐腐蚀性等因素。

通常情况下，常用的天线材料有铝合金、铜、聚酰亚胺（PI）和聚四氟乙烯（PTFE）等。

三、天线系统的性能分析1. 增益分析天线的增益是指天线在特定方向上的辐射能力。

通过增益分析，可以评估天线系统的辐射效果和信号传输的效率。

增益的计算可以采用理论分析、仿真模拟和实验测试等方法。

2. 环境适应性分析毫米波雷达天线系统在不同环境条件下的性能表现是进一步研究的重点之一。

对于室内和室外场景，天线系统在天线指向性、波束宽度、抗干扰性和抗多径等方面的性能需要进行详细的分析和验证。

3. 天线匹配分析天线与输入信号源之间的匹配能力直接影响到天线系统的工作效果。

在设计天线时，需要进行天线阻抗匹配分析，以确保天线系统的信号传输效率和工作稳定性。

4. 辐射特性分析毫米波雷达天线的辐射特性包括辐射指向性、辐射图案和辐射效率等。

通过分析天线的辐射特性，可以评估天线系统的覆盖范围和信号传输的效果。

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析某毫米波雷达天线系统的结构设计与分析是对该雷达天线的设计方案及其性能进行评估和分析的过程。

毫米波雷达是利用毫米波频段的电磁波进行目标探测和跟踪的一种雷达系统，具有高分辨率、高精度等特点，被广泛应用于无人驾驶车辆、安防监控等领域。

在毫米波雷达天线系统的设计中，首先需要确定天线的工作频段。

毫米波频段一般包括30GHz至300GHz的频段，具有比较高的传输速率和大容量的特点。

根据实际需求和应用场景，选择合适的频段对天线进行设计。

然后，需要确定天线的类型。

毫米波雷达天线主要包括口径天线、波导槽天线、微带天线等。

在选择天线类型时，需要考虑天线的增益、波束宽度、辐射图案等指标，并根据实际应用需求进行权衡。

接下来，需要进行天线的结构设计。

结构设计中包括天线的尺寸、形状、材料等方面的选择。

为了保证天线的性能，一般需要进行天线阵列设计，以增加天线的指向性和增益。

还需要考虑天线系统的阻抗匹配和辐射效率等问题。

在天线结构设计完成后，需要进行天线系统的性能分析。

性能分析主要包括天线的增益、波束宽度、辐射图案等参数的计算和评估。

可以利用天线模拟软件进行仿真分析，来验证天线系统是否满足设计要求。

需要进行天线系统的性能测试和优化。

通过实际测试，验证天线系统的性能是否达到设计要求，并根据测试结果进行调整和优化，以进一步提高天线系统的性能和稳定性。

某毫米波雷达天线系统的结构设计与分析是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素，并进行详细的设计和分析。

通过合理的设计和优化，可以提高毫米波雷达天线系统的性能，以满足实际应用需求。

全固态连续波导航雷达性能与指标论证性能与指标论证一、体制调频连续波（FMCW）。

二、系统组成系统组成见下图。

图1.系统组成框图三、技术指标1、频率X 波段，9.3GHz~9.4GHz2、峰值功率100mW3、扫频带宽小于等于75MHz4、扫频重复频率200Hz5、扫频时宽 1.2ms6、接收机噪声系数小于等于6dB7、天线转速24rpm,+/-10％8、收/发天线水平波束宽度 5.2°+/-10％(-3dB 宽度)9、收/发天线垂直波束宽度25°+/-20％(-3dB 宽度)10、收/发天线旁瓣电平2、量程50m~24Nm, 17 档可调3、功耗工作：19W @13.8Vdc待机：2W @13.8Vdc~150mA4、电源9V~31.2V 直流5、使用环境工作温度：-25°~+55°相对湿度：+35°，95％RH防水：IPX67相对风速：51m/s(最大100节)五、组成原理1、收发系统组成图2.收发系统原理框图2、信号处理系统组成图3.信号处理原理框图六、关键指标分析论证1、A/D 采样率与采样位数雷达最大量程24Nm，回波最大延迟：td mA x =2 × 24 ×1852 /（3 ×10E8）= 296.32us最大差拍频率：f b mAx =ΔF/Tm*td mAx =75/1200×296.32 = 18.52 MHz应选择A/D 采样频率fs≥2fb mAx，实际可选：fs=40MHz。

采样位数选16 位，对应动态范围96dB(72dB@12Bits)。

2、距离分辨率（1）、理论分辨率发射波形扫频带宽ΔF=75MHz，理想距离分辨率为：ΔR0 =C/ΔF=3 ×10E8/(2 × 75 × 10E6)= 2m对自差式FMCW 雷达，当目标回波延时td，有效带宽降为：ΔF ′ = ΔF (1-td/Tm)式中Tm 为调制时宽。

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析一、引言随着无人驾驶汽车、智能手机、物联网和其他领域的迅速发展，毫米波雷达技术逐渐受到人们的关注。

而毫米波雷达天线作为整个系统中的重要组成部分，其结构设计和性能分析对系统整体性能至关重要。

本文将就某毫米波雷达天线系统结构设计与分析展开讨论。

二、某毫米波雷达天线系统结构设计1. 驻波天线在毫米波雷达系统中，采用驻波天线结构是十分常见的。

驻波天线通常由天线辐射部分和馈源部分组成。

辐射部分一般采用具有宽带特性的衍射镜面天线，能够满足毫米波频段的工作要求。

馈源部分则需要提供足够的驻波特性，保证天线在目标检测过程中的稳定工作。

而针对某毫米波雷达天线系统的设计，可以采用双同轴馈源驻波天线结构，以提升系统的频率带宽和辐射效率。

2. 天线阵列为了提高毫米波雷达系统的分辨率和探测性能，天线阵列被广泛应用于毫米波雷达系统中。

天线阵列是将多个天线单元按一定几何形式排列组合而成的一种天线结构，常见的结构有线阵列和面阵列。

在某毫米波雷达天线系统设计中，可以采用面阵列天线结构，通过优化天线元件之间的间距和相位控制技术，提高系统的探测距离和角度分辨率。

3. 天线系统结构优化在天线系统结构设计中，优化是至关重要的一环。

通过仿真分析和实验验证，可以对天线结构进行多参数优化，包括天线元件布局优化、辐射特性优化以及天线与雷达系统之间的匹配优化等。

通过优化设计，可以提高天线系统的性能指标，从而提升整个毫米波雷达系统的性能。

三、某毫米波雷达天线系统性能分析1. 天线增益分析天线增益是评价天线性能的重要指标之一。

某毫米波雷达天线系统的增益通常需要在较宽的工作频段内保持较高的稳定性。

通过仿真分析和实验测试，可以得出天线在目标频段内的增益分布特性，进而评估系统的接收和发射性能。

2. 辐射特性分析天线的辐射特性包括方向图、极化特性、频率特性等。

在某毫米波雷达天线系统性能分析中，需要对天线的辐射特性进行全面的评估。

W波段毫米波云雷达技术的研究进展王金虎;魏鸣;张其林;李祥超【摘要】Compared with centimeter-wave radar,the millimeter wave radar has higher sensitivity while detecting non-precipitating clouds,and thus the developed countries have conducted extensively cloud observation experiments using millimeter wave radar.In China,millimeter-wave cloud radar is still at the developing stage due to the difficulty in designing radar system and manufacturing capability.Against this background,the advances in the W-band millimeter wave cloud radar are summarized in respect of the ground radar system,airborne radar system,and space-borne radar system,and the system principle diagrams and performance parameters are analyzed in terms of antennas,transmittingcircuits,receiving circuits and signal processing units.The radar echoes of non-precipitation cloud detected by 94 GHz Galileo at Chilbolton Observatory are analyzed and the results show that the cloud and frog can be excellently detected,which can provide guidance for the W-band millimeter wave cloud radar design in China.%毫米波雷达相比于厘米波雷达对非降水云的观测具有更高的灵敏度,因此世界发达国家已经广泛利用毫米波雷达进行云的观测实验.国内的毫米波云雷达受器件及加工工艺的限制仍处于发展阶段,在此背景下本文从地基、机载以及星载3个方面对国内外W波段毫米波云雷达进行总结,根据毫米波雷达的天线、发射电路、接收电路以及信号处理4个方面分析其原理框图及性能参数,最后利用英国Chilbolton观测场的94 GHz Galileo雷达对2008年4月4日的非降水云进行回波数据的分析,结果表明Galileo毫米波雷达能够很好地对云以及雾进行探测,其结论为国内W波段毫米波云雷达的设计提供借鉴.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)005【总页数】11页(P765-775)【关键词】W波段;毫米波雷达;云;射频电路【作者】王金虎;魏鸣;张其林;李祥超【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京210044;南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室,南京210044;南京信息工程大学大气科学与环境气象国家级实验教学示范中心,南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京210044;南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室,南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京210044;南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室,南京210044;南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室,南京210044【正文语种】中文【中图分类】P415.2国家重点基础研发项目(2014CB441405)、国家自然科学基金项目(41675029;41575004)、电网雷电预警技术研究及雷电预警系统开发(K-YN2013-186)、配电网综合防雷体系研究与工程示范(YNKJQQ00000274)、南京信息工程大学人才启动基金资助项目(2016r028)、江苏省自然科学基金资助项目(BK20170945)、2017年大气科学与环境气象实验实习教材建设项目(SXJC2017B03)、南京信息工程大学2017年度地球科学虚拟仿真实验教学课程建设项目(XNFZ2017C02)、中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室开放基金项目(KDW1703)资助云不仅在气候系统的能量平衡中起到关键作用而且也以其他方式影响着大气[1]，如云是地球水循环的关键链路；云以及降水重新分配地球的水资源；云中存在着大量的化学反应，其对于对流层化学产生重要的作用；地表辐射的微量气体大多发生在云中，但降水云返回了特定的物质以及水溶性气体到地球表面；通过云的散射能够提高主动紫外太阳辐射的光化学反应[2]。

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析
毫米波雷达天线是一种高频率的电磁波天线系统，通常用于无线通信、雷达测距和成
像等应用。

其结构设计和分析是提高天线性能和系统性能的重要组成部分。

毫米波雷达天线的结构设计需要考虑天线的工作频率和天线的增益。

工作频率决定了
天线的波长和尺寸，因此需要根据具体的应用需求选择适合的工作频率。

增益则决定了天
线的辐射效果，较高的增益可以提高雷达系统的探测距离和分辨率。

对于毫米波雷达天线，常见的结构设计包括喇叭天线、组合天线、阵列天线等。

毫米波雷达天线的结构设计还需要考虑天线的辐射特性。

毫米波信号在传输过程中会
受到空气介质和障碍物的衰减和干扰，因此需要设计合适的天线辐射模式来提高信号的抗
干扰性能。

常见的天线辐射模式包括全向辐射、扇形辐射、定向辐射等。

毫米波雷达天线的结构设计还需要考虑天线的偏置和校正。

由于天线的制造和安装误差，天线的实际辐射模式会发生偏差，因此需要通过合适的校正手段来调整天线的辐射模式。

常见的校正手段包括天线阵列的调整、射频链路的校准等。

毫米波雷达天线系统还需要进行性能分析和测试。

性能分析可以通过天线测试仪器来
完成，包括天线增益、辐射效率、方向性等指标的测试。

性能分析的结果可以用于指导天
线的优化设计和调整。

毫米波雷达天线系统的设计与分析是提高系统性能的重要组成部分。

通过合适的结构
设计和性能分析，可以提高天线的工作频率和增益，提高天线的辐射特性，以及减少系统
的传输误差和校正需要。

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析一、引言毫米波雷达是一种利用毫米波进行探测和测距的雷达系统。

毫米波雷达具有高分辨率、抗干扰能力强、适应复杂环境的特点，因此在军事、航空航天、汽车、通信等领域应用广泛。

而毫米波雷达天线是毫米波雷达系统中的关键部件，其设计与分析对整个系统的性能具有重要影响。

本文将从毫米波雷达天线系统的结构设计和性能分析两个方面进行探讨。

1. 天线类型选择毫米波雷达天线通常采用微带天线、槽天线、开槽天线等类型。

在选择天线类型时，需考虑系统的工作频率、功率要求、天线阵型、成本等因素。

对于高功率要求的毫米波雷达系统，可以选择槽天线；对于要求较低的系统，微带天线则是一个经济实惠的选项。

2. 天线阵型设计天线的阵型设计对于毫米波雷达系统的性能有着直接的影响。

常用的天线阵型有线性阵列、均匀圆阵、方阵等。

不同的阵型在末端角特性、方向性、波束宽度等方面有着不同的特点，需要根据具体的应用场景进行选择。

在实际设计中，还需要考虑阵元间的互相耦合、阵元间的间距等问题。

毫米波雷达天线工作在毫米波频段，天线材料的选择对于系统的性能至关重要。

常用的天线材料有金属、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。

这些材料在频率响应、阻抗匹配、耐高温性能、耐辐射性能等方面表现不同，需要根据具体的系统要求进行选择。

三、毫米波雷达天线系统的性能分析1. 波束特性分析波束特性是毫米波雷达天线系统性能评价的一个重要指标。

它包括波束宽度、主瓣峰值增益、旁瓣电平等参数。

波束宽度决定了雷达系统的角分辨率，主瓣峰值增益决定了雷达系统的探测距离，旁瓣电平则决定了对干扰信号的抑制能力。

在实际系统中，需要根据具体的应用要求进行优化设计。

2. 天线阻抗匹配分析天线的阻抗匹配影响了天线的工作效率和功率传输效率。

在毫米波频段，由于天线尺寸很小，天线与其驻波结构的匹配变得更加困难。

在设计过程中需要考虑驻波比的控制、阻抗匹配网络的设计等问题。

3. 天线辐射特性分析天线的辐射特性包括辐射图、极化特性等。

毫米波段连续波雷达天线隔离度设计王永华;赵迎超【摘要】收发系统间信号隔离度是连续波雷达天线设计的关键指标,它主导着连续波雷达系统的性能.针对本连续波雷达收发天线间具体的信号耦合通道,本文在收发天线间加装扼流槽,铺设微波吸波材料以及安装具有滤波功能的微波光子晶体结构等隔离措施,提高了收发天线间的隔离度.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2014(043)001【总页数】4页(P98-100,108)【关键词】隔离度;连续波雷达;天线【作者】王永华;赵迎超【作者单位】西安电子工程研究所西安710100;西安电子工程研究所西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN820 引言连续波雷达具有发射功率小，电子对抗能力强，距离分辨率高等优点，得到了广泛应用，特别是在极近程雷达测试领域得到了大量应用。

在连续波雷达各项指标中，收发通道隔离度是一个十分重要的参数，若隔离度不够，会削弱雷达威力大大降低雷达作用距离，严重时会造成接收通道信号饱和，雷达系统无法工作[1]。

提高收发通道隔离度的传统措施有:加大收发天线距离间隔，可以十分有效的提高雷达收发通道的隔离度，但在一些需要紧凑结构的雷达系统应用方面，无法使用;收发天线错落布阵，对提高收发天线间隔离度作用有限;收发天线间加装金属挡板可以提高收发天线间隔离度，但是金属档板太高时对天线方向图影响比较大;在接收通道对耦合信号进行中频对消一般可以提高隔离度－30dB左右，但成本比较高。

本文设计的收发天线波束宽度较宽，天线间距只有3个波长左右，不采取隔离措施时，天线隔离度只有－44dB左右。

通过对收发天线间电磁耦合通道的分析，收发天线间电磁耦合主要有金属框架和天线罩同电磁波感应产生的表面波，以及收发天线副瓣产生的空间电磁耦合等。

为了提高天线间隔离度，采用了天线罩与天线结构一体化设计，天线罩采用低介电常数材料，降低天线罩表面波[2]，天线间加装扼流槽遏制金属表面表面波传输[3]，天线框架贴吸波材料，收发天线分别安装具有遏制特定频率电流传输的微波光子晶体结构等措施[4－5]，收发天线间隔离达到－85dB。

某毫米波雷达天线系统结构设计与分析毫米波雷达天线系统是一种使用毫米波频段进行测量和探测的雷达系统。

毫米波雷达天线系统结构设计与分析是指对该系统的天线结构进行设计和分析，以实现系统的性能要求。

1. 天线类型选择：根据系统要求和应用场景，选择合适的天线类型。

常见的毫米波雷达天线类型包括开槽数字阵列天线、微带天线和槽天线等。

不同的天线类型有不同的辐射特性和工作频段，需根据具体情况进行选择。

2. 天线尺寸设计：根据工作频率和波长，确定天线的尺寸。

毫米波雷达天线的尺寸通常很小，因此需要通过设计来满足天线的辐射效率和辐射频率要求。

3. 天线阵列设计：对于开槽数字阵列天线，需要进行阵列设计。

这包括确定阵元的数量和排列方式，以及确定阵列的辐射特性和辐射方向。

4. 天线结构材料选择：选择合适的天线材料，以实现天线的辐射效率和阻抗匹配要求。

常见的天线材料包括金属、陶瓷和复合材料等。

通过对毫米波雷达天线系统结构的设计和分析，可以得到以下几个方面的结果：1. 辐射特性：通过数值仿真和实验测试，可以得到天线的辐射特性，包括辐射图案、增益和辐射方向等。

这些辐射特性直接影响系统的测量和探测能力。

2. 阻抗匹配：通过设计天线的结构和选择合适的材料，可以实现天线的阻抗匹配。

阻抗匹配是保证天线与发射机和接收机之间信号传输的关键，影响系统的信噪比和灵敏度。

3. 辐射频段：根据天线的设计和分析结果，可以确定天线的工作频段。

毫米波雷达天线通常工作在几十到几百GHz的频段，频段的选择需根据实际应用需求进行。

4. 天线效率：通过设计和分析，可以得到天线的辐射效率。

天线的辐射效率是评价天线性能的重要指标之一，影响系统的发射和接收效果。

毫米波雷达天线系统结构设计与分析是对毫米波雷达天线系统进行设计和分析，以满足系统的性能要求。

通过设计合适的天线类型和尺寸、进行阵列设计、选择合适的材料，可以得到满足系统要求的天线结构。

通过对天线结构进行分析，可以得到天线的辐射特性、阻抗匹配、辐射频段和效率等重要参数，为系统的工作提供支持和指导。

一种X/Ka双频双极化共口径连续波雷达天线设计李运志胡卫东金秀梅李运志安徽四创电子股份有限公司,主要研究方向为毫米波天线设计、及阵列天线设计。

胡卫东安徽四创电子股份有限公司。

金秀梅安徽四创电子股份有限公司。

摘要针对连续波雷达体制要求，基于X波段透射，Ka波段反射的频率选择表面原理，设计了一种X/Ka双频双极化共口径反射面天线。

采用收发天线分置和加载隔离筒等技术手段，达到改善天线端口隔离度的目的。

实测结果表明，X波段的最大增益达到44dB，3dB波束宽度≤1.00°；Ka波段的法向增益达到54dB，3dB波束宽度≤0.33°，收发天线隔离度达到90dB以上。

关键词X波段；Ka波段；双极化；FSS中图分类号:TN822文献标识码:ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.19.0660引言频率选择表面（Frequency Selective Surface，简称FSS）是指在介质表面周期性排布的金属贴片单元或者在金属屏上周期性排布的孔径缝隙单元组成的二维周期结构，具有带阻或者带通的空间滤波特性[1-2]。

由于频率选择表面的空间滤波特性，其在多频反射面天线以及天线罩等方面得到非常广泛的应用[3-4]。

由于卡塞格伦天线的设计灵活，并且具有增益高、低馈线损耗、口径效率高、结构相对简单等优势，已广泛应用于雷达领域。

但由于其固有的副反射面、馈源、及支杆遮挡因素的存在，导致天线副瓣明显恶化，特别对于中小口径天线更是如此[5]。

本文通过在副面加载频率选择表面单元，达到X波段能量信号透射，Ka波段能量信号反射，满足X、Ka双频双极化共口径的技术要求。

采用收发天线分置、共轴安装方式实现了雷达的连续波工作。

1天线参数设计1.1天线设计原理为达到减小馈线损耗的目的，本文采用Ka波段馈源后置，X波段馈源前置的双频共面技术，其天线的设计原理如图1所示。

主反射面采用抛物面结构、副反射面采用基于介质基底的FSS结构，其外形轮廓为双曲面，X、Ka波段的馈源喇叭分别位于抛物面的焦点和双曲面的实焦点上。