一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線及時(shí)序控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種毫米波一維陣列天線及時(shí)序控制方法，該天線應(yīng)用于毫米波安檢成像雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)多通道雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射與接收。該發(fā)明設(shè)計(jì)了一種緊湊型一維陣列天線，在電子開(kāi)關(guān)控制下，發(fā)射天線和接收天線的組合成不同的等距離排列的收發(fā)天線組合，其線性分布的“相位中心”獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理和校正，等效于由大量的實(shí)際收發(fā)陣列天線組合收發(fā)單元獲得的數(shù)據(jù)。使用本發(fā)明法可以節(jié)約一維電掃描成像所需要的大量發(fā)射與接收信號(hào)通路和天線，避免了雷達(dá)前端復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了雷達(dá)前端校正的難度，節(jié)約了雷達(dá)制造成本，實(shí)現(xiàn)了探測(cè)的需要。本發(fā)明不僅可以用于毫米波安檢成像雷達(dá)，也可以用去其它波段雷達(dá)的陣列天線。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線及時(shí)序控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明應(yīng)用于毫米波安檢成像雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，是一種多發(fā)多收線性陣列天線，雷 達(dá)通過(guò)天線掃描等處理對(duì)隱匿物品探測(cè)成像。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外恐怖主義活動(dòng)猖獗，恐怖分子采用各種隱蔽手段攜帶危險(xiǎn)物品進(jìn)入 國(guó)家要害部門(mén)進(jìn)行恐怖活動(dòng)。在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、政府機(jī)構(gòu)等部門(mén)進(jìn)行安全檢測(cè)是保障人民群眾 安全的必要手段。
[0003] 傳統(tǒng)安全檢測(cè)系統(tǒng)(金屬探測(cè)器和X光掃描機(jī))在人體安全和透視成像等方面存在 一定的局限性?，F(xiàn)已應(yīng)用于實(shí)際安檢的技術(shù)主要有:X射線、紅外線、太赫茲、超寬帶、聲波和 毫米波等技術(shù)，這些技術(shù)具有各自的技術(shù)特點(diǎn)，已應(yīng)用于各種場(chǎng)所的物體檢測(cè)，但對(duì)檢測(cè)隱 匿違禁物品的人都有一定的缺陷。毫米波探測(cè)技術(shù)結(jié)合了微波和紅外的優(yōu)點(diǎn)，在安全輻射 功率標(biāo)準(zhǔn)下不影響人體健康，可以穿透衣服、包裹等介質(zhì)檢測(cè)隱藏身上的違禁物品，是傳統(tǒng) 安檢設(shè)備的必要補(bǔ)充和替代技術(shù)手段。
[0004] 國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了相關(guān)的毫米波安檢成像雷達(dá)技術(shù)的研究。美國(guó)西北太 平洋實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)一套三維全息成像掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用主動(dòng)成像體制，其掃描機(jī)制是基 于圓柱掃描。美國(guó)Trex公司還研制了一套PMC-2成像系統(tǒng)，此系統(tǒng)中的天線單元采用了 3mm 相控陣天線的技術(shù)。美國(guó)Millivision公司開(kāi)發(fā)了手持式被動(dòng)毫米波探測(cè)器。此外，美國(guó) Brijot公司BIS-WDS系統(tǒng)和L-3公司ProvisionlOO系統(tǒng)均已應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)安檢。國(guó)內(nèi)南京理工 大學(xué)采用焦平面成像體制;北京航空航天大學(xué)采用被動(dòng)成像方法，收發(fā)天線單元?'形平面 分布；中科院微系統(tǒng)所采用全息成像的方法。本發(fā)明在成像體制和雷達(dá)天線均不同于以上 介紹的毫米波安檢成像系統(tǒng)。
[0005] 雷達(dá)通過(guò)天線發(fā)射和接收電磁波探測(cè)隱匿目標(biāo)。而天線通過(guò)二維掃描以獲取較大 視場(chǎng)的目標(biāo)特性，這是雷達(dá)成像的前提。通常天線的掃描方式有二維機(jī)械掃描，或二維電掃 描。二維機(jī)械掃描消耗時(shí)間長(zhǎng)，二維機(jī)械掃描成本很高。根據(jù)使用環(huán)境、成本和系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 性，可采用折中方法，即，采用垂直方向的機(jī)械掃描和水平方向的電掃描方式實(shí)現(xiàn)二維掃 描。在垂直方向上伺服電機(jī)系統(tǒng)控制陣列天線的移動(dòng)照射不同的探測(cè)區(qū)域，同時(shí)，水平方向 上不同天線單元依次照射探測(cè)區(qū)域，進(jìn)行實(shí)時(shí)二維成像。
[0006] 毫米波成像雷達(dá)天線采用收發(fā)分置方式，即，發(fā)射陣列天線和接收陣列天線上下 兩排分置，平行水平放置，電子開(kāi)關(guān)控制每相鄰的一對(duì)接收和發(fā)射天線組合成收發(fā)天線組 合。天線收發(fā)組合越多成像分辨率越高，成像雷達(dá)識(shí)別隱匿物品通常需要幾十或上百路數(shù) 據(jù)才能獲得較高的分辨率。例如，要產(chǎn)生L組數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，采用傳統(tǒng)方法需要的天線和通 路為2L個(gè)，即，發(fā)射通路和接收通路各為L(zhǎng)個(gè)。相對(duì)于常規(guī)雷達(dá)系統(tǒng)成本和工藝，毫米波天線 單元和信號(hào)通道的成本很高，工藝較復(fù)雜。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種線性陣列天線，采用分時(shí)切換 的工作方式，只需要M+N(其中，MXN = L)個(gè)天線單元和通路，能夠大大節(jié)省信號(hào)通路和天 線，減少系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的雷達(dá)前端復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明提出一種毫米波成像雷達(dá) 一維陣列天線及時(shí)序控制方法。
[0009] 技術(shù)方案
[0010]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線，已用于毫米波成像雷達(dá)。陣列 天線合理的分配發(fā)射與接收天線單元的分布位置，控制不同的發(fā)射和接收天線單元的工作 時(shí)序，組合成不同中心位置的收發(fā)天線組合，使收發(fā)天線組合的"相位中心"等距離的分布 在線性陣列天線上。雷達(dá)工作時(shí)，陣列天線在垂直方向上進(jìn)行機(jī)械掃描，同時(shí)，水平方向的 收發(fā)天線組合依次照射雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)，即，形成水平向電掃描，從而完成探測(cè)目標(biāo)的二 維掃描。該方法利用電子控制天線速度快的優(yōu)點(diǎn)，在垂直方向上掃描一個(gè)距離分辨率單元 時(shí)，雷達(dá)遍歷了水平方向上的所有收發(fā)天線單元切換與照射，完成了目標(biāo)的二維掃描，保證 了圖像質(zhì)量。
[0011] -種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線，其特征在于包括N個(gè)發(fā)射天線、Μ個(gè)接收天線 和Ν個(gè)電子開(kāi)關(guān)，其中Ν、Μ為偶數(shù)，Μ為Ν的偶數(shù)倍;Ν個(gè)發(fā)射天線和Μ個(gè)接收天線水平排列成一 維線性陣列天線，排列次序?yàn)門(mén)l、T2......Tn/2、Ri、R2、R3、......，Rm-2、Rm-1、Rm、Tn/2+1、......、Tn-1、 TN，其間距分別為4D、2D、8D、8D、……、80、80、20、40，其中0為設(shè)定的距離4個(gè)電子開(kāi)關(guān)與收 發(fā)天線連接對(duì)其進(jìn)行時(shí)序控制，其中N個(gè)發(fā)射天線T^Ts、……、和TN共用一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，N個(gè) 接收天線共用一個(gè)電子開(kāi)關(guān);在電子開(kāi)關(guān)的時(shí)序控制下，N個(gè)發(fā)射天線和Μ個(gè)接收天線組合 成MX Ν組收發(fā)天線。
[0012] 設(shè)定的距離D的大小為在滿足隔離度要求時(shí)各個(gè)天線單元的物理孔徑和最小間 距。
[0013] 發(fā)射天線和接收天線均采用矩形喇叭結(jié)構(gòu)。
[0014] -種對(duì)毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線進(jìn)行時(shí)序控制的方法，其特征在于步驟如 下：
[0015]步驟1:在雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)始探測(cè)時(shí)，電子開(kāi)關(guān)控制發(fā)射天線h工作，其余發(fā)射天線關(guān) 閉，每個(gè)發(fā)射天線工作期間，接收端的電子開(kāi)關(guān)依次控制每個(gè)接收天線處于接通狀態(tài)，每個(gè) 接收天線的接通時(shí)間相等，遍歷Μ個(gè)接收天線，完成Μ組回波信號(hào)的接收和存儲(chǔ)；
[0016]步驟2:依次遍歷Ν個(gè)發(fā)射天線和Μ個(gè)接收天線的工作狀態(tài)，可獲得ΝΧΜ組雷達(dá)回波 數(shù)據(jù)，每個(gè)發(fā)射天線的工作時(shí)間相等；
[0017]步驟3:記錄所有收發(fā)天線組合工作時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，并標(biāo)示每組數(shù)據(jù)次序tmTn/Rm， 將這些標(biāo)示數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行校正處理。
[0018] 本發(fā)明的特點(diǎn)為：
[0019] (1)陣列天線中發(fā)射天線與接收天線的位置分布方式。每個(gè)發(fā)射天線與每個(gè)接收 天線組成的收發(fā)天線組合，使每對(duì)收發(fā)天線組合的"相位中心"均勻地分布線性陣列上。
[0020] (2)收發(fā)天線單元工作時(shí)序的控制。控制天線的工作時(shí)序，使每對(duì)收發(fā)天線組合依 次照射雷達(dá)視場(chǎng)中的目標(biāo)區(qū)域，形成水平方向的電掃描。
[0021] (3)控制二維掃描時(shí)間，保證雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量。在垂直方向上機(jī)械掃描一個(gè)距離單元 之內(nèi)，完成水平方向所有收發(fā)天線組合的電掃描。即，在完成目標(biāo)的二維掃描時(shí)，確保雷達(dá) 數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
[0022] (4)標(biāo)示和記錄收發(fā)天線單元工作次序和時(shí)刻，在數(shù)據(jù)校準(zhǔn)階段對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行 補(bǔ)相，不引起二維圖像的畸變。
[0023]有益效果
[0024] 本發(fā)明提出的一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線及時(shí)序控制方法，實(shí)現(xiàn)多通道雷 達(dá)信號(hào)的發(fā)射與接收。在電子開(kāi)關(guān)控制下，發(fā)射天線和接收天線的組合成不同的等距離排 列的收發(fā)天線組合。該方法在探測(cè)性能上等效于常規(guī)的發(fā)射天線與接收天線組合所需的大 量信號(hào)通道與天線。成像雷達(dá)探測(cè)時(shí)，線性陣列天線在垂直方向機(jī)械掃描，電子開(kāi)關(guān)控制水 平方向分布的陣列天線組合分時(shí)探測(cè)。同時(shí)控制垂直方向機(jī)械掃描時(shí)間，在垂直一個(gè)距離 分辨單元內(nèi)，完成水平方向所有天線組合的"電掃描"，以確保雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量。獲得的數(shù)據(jù)被 傳送到在雷達(dá)后端，各組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、校準(zhǔn)和成像。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本方法設(shè)計(jì)的一維陣 列天線的有效性。
[0025] 毫米波天線和信號(hào)通道的成本很高，本發(fā)明方法中使用少量的陣列天線和信號(hào)通 道(N+M個(gè)），就可實(shí)現(xiàn)常規(guī)方法一維電掃描成像所需要的大量發(fā)射與接收信號(hào)通路和天線 (NXM個(gè)），避免了雷達(dá)前端復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了雷達(dá)前端校正的難度，同時(shí)大量節(jié)約制 造成本和工藝的復(fù)雜度。本發(fā)明不僅可以用于毫米波安檢成像雷達(dá)，也可以用去其它波段 雷達(dá)的陣列天線。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1陣列天線單元的分布圖 [0027]圖2天線單元結(jié)構(gòu) [0028]圖3天線單元駐波 [0029]圖4陣列天線波導(dǎo)連接圖 [0030]圖5陣列天線單元組合前視圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0032] 本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)成像檢測(cè)而設(shè)計(jì)了一種低成本的多收多發(fā) 的陣列天線。使用該設(shè)計(jì)方法，可以大量減少天線單元和信號(hào)通道的數(shù)量，同時(shí)不降低雷達(dá) 成像的質(zhì)量。陣列天線水平方向排列，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列控制各個(gè)天線單元輻射電磁波和接收 目標(biāo)回波。同時(shí)，伺服系統(tǒng)控制陣列天線在垂直方向進(jìn)行掃描。雷達(dá)回波經(jīng)過(guò)天線、信號(hào)通 道、ADC等，被處理成包含目標(biāo)信息的二維圖像。
[0033] 本發(fā)明的具體方法為:為了實(shí)現(xiàn)隱匿物品成像檢測(cè)，雷達(dá)系統(tǒng)需要將不同波束方 向的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理。數(shù)據(jù)量越多雷達(dá)圖像的分辨率越高，但考慮雷達(dá)安檢效率和 系統(tǒng)復(fù)雜程度，本系統(tǒng)采用Μ路數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理。由于調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)體制和隔離度的要 求，系統(tǒng)采用收發(fā)天線分置的方式，收發(fā)天線均采用矩形喇叭天線形式，每個(gè)喇叭天線作為 陣列天線的單元。
[0034]系統(tǒng)選用共用信號(hào)通道和開(kāi)關(guān)陣列切換的設(shè)計(jì)，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列切換陣列天線的工 作狀態(tài)。發(fā)射前端由N個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)一分四開(kāi)關(guān)組成。接收前端由Μ個(gè)接收天線、N個(gè)一 分四的開(kāi)關(guān)和N個(gè)獨(dú)立接收通道構(gòu)成。每N個(gè)接收天線構(gòu)成一組與一個(gè)一分四的開(kāi)關(guān)相連， 并共用一個(gè)接收通道。這樣，L個(gè)一分四的開(kāi)關(guān)控制N個(gè)發(fā)射天線和Μ個(gè)接收天線按一定時(shí)序 發(fā)射和接收信號(hào)，形成ΝΧΜ路不同收發(fā)天線位置的回波信號(hào)。成像處理時(shí)需要對(duì)不同接收 數(shù)據(jù)進(jìn)行相位校正。開(kāi)關(guān)陣列通過(guò)RS422通信接口與時(shí)鐘控制電路相連。
[0035] 由于每個(gè)發(fā)射天線與Μ個(gè)接收天線組成Μ組收發(fā)單元，認(rèn)為每組收發(fā)單元的"等效 相位中心"處于其中心位置。Ν個(gè)發(fā)射天線分別與Μ個(gè)接收天線共組成ΝΧΜ組收發(fā)單元。為了 在數(shù)據(jù)處理中便于計(jì)算，等效相位中心設(shè)計(jì)為等距離分布。陣列天線設(shè)計(jì)如下:Ν+Μ個(gè)天線 排列次序?yàn)?TiJhRhRhfo、……，Rm-2、Rm-i、Rm、Tn-i、TN，其間距分別為 4D、2D、8D、8D、……、 8D、8D、2D、4D，其中D為設(shè)定的距離，經(jīng)計(jì)算NX Μ個(gè)收發(fā)天線單元的等效中心均勾分布在天 線線陣上，其相鄰間距為2D。
[0036] 以4個(gè)發(fā)射天線和16個(gè)接收天線為例，發(fā)射天線、接收天線和相應(yīng)的等效收發(fā)天線 中心排列方式如圖1所示。圖中Tn/Rm表示某時(shí)刻第η個(gè)發(fā)射天線與第m個(gè)接收天線組成的收 發(fā)天線單元。按收發(fā)組件等效中心位置次序如下hTVRhh/R^lVR^lVRhlV R3、......、Ti/Rm、T2/Rm、T3/Ri、Tn/Ri、Tn-i/R2、Tn/R2、......、Tn-i/Rm-i、Tn/Rm-1、Tn/Rm、Tn/Rm。在數(shù)據(jù) 處理階段，需將按時(shí)序存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)按等效中心位置進(jìn)行重新排序。
[0037] 選取間隔D的大小，需要估算在滿足隔離度要求時(shí)各個(gè)天線單元的物理孔徑和最 小間距。以波束寬度為45° X45°矩形喇叭為例，經(jīng)仿真計(jì)算，其物理尺寸：標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)口為 3.0988 X 1.5494mm，喇叭口徑為5.78 X 4.49mm，波導(dǎo)口與喇叭口的距離為6mm。由于天線單 元之間距離難以進(jìn)一步縮小，在波束合成處理中會(huì)出現(xiàn)柵瓣現(xiàn)象。在陣列天線的設(shè)計(jì)中，需 在陣列天線相應(yīng)的位置放置吸波材料或者遮擋材料以減少或避免柵瓣的影響。
[0038] 開(kāi)關(guān)陣列通過(guò)波導(dǎo)與天線單元相連，并控制各個(gè)收發(fā)天線的工作狀態(tài)。(N+M)/4組 一分四開(kāi)關(guān)構(gòu)成陣列天線，其中開(kāi)關(guān)Do控制N個(gè)發(fā)射天線T^Ts、……、和T N;開(kāi)關(guān)制接收 天線Ri、R2、……、和Rn，依此次序，開(kāi)關(guān)D2、……、和Dn控制其余的接收天線。
[0039] 工作時(shí)序
[0040] 在雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)始探測(cè)時(shí)，由發(fā)射前端的一分四開(kāi)關(guān)控制第一個(gè)發(fā)射天線工作，其 余三個(gè)發(fā)射天線關(guān)閉。每個(gè)發(fā)射天線工作期間，由接收端的一分四開(kāi)關(guān)控制每組第一個(gè)接 收天線處于接通狀態(tài)，其余三個(gè)接收天線處于切斷狀態(tài)。回波信號(hào)通過(guò)接收通道，按順序被 存儲(chǔ)在信號(hào)處理分系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，供以后的數(shù)據(jù)處理使用。依次遍歷Μ個(gè)接收天線，完 成Μ組回波信號(hào)的接收和存儲(chǔ)。然后打開(kāi)第二個(gè)天線，關(guān)閉其余三個(gè)發(fā)射天線，按上述過(guò)程 進(jìn)行工作。這樣，依次遍歷Ν個(gè)發(fā)射天線和Μ個(gè)接收天線的工作狀態(tài)，可獲得ΝΧΜ組雷達(dá)回波 數(shù)據(jù)。以4個(gè)發(fā)射天線和16個(gè)接收天線為例，其工作次序如表1所示。在垂直方向上機(jī)械掃描 一個(gè)距離單元之內(nèi)，完成水平方向所有收發(fā)天線組合的電掃描。
[0041 ]表1雷達(dá)接收數(shù)據(jù)時(shí)序排列
[0042]
[0043] 陣列天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
[0044]毫米波安檢成像雷達(dá)工作頻率為75.6GHZ-81.6GHz，天線單元采用矩形喇叭結(jié)構(gòu)。 在雷達(dá)工作頻段內(nèi)，天線駐波小于1.15dB，中心頻率的駐波約為1.04dB，喇叭天線輻射效率 高，如圖2所示。喇叭天線通過(guò)轉(zhuǎn)接波導(dǎo)與接收或發(fā)射通道等模塊連接。M+N個(gè)喇叭天線單元 排成線性陣列天線，陣列天線結(jié)構(gòu)與雷達(dá)前端連接方式如圖3所示。陣列天線兩端為發(fā)射天 線單元，其它為接收天線單元。組合轉(zhuǎn)接波導(dǎo)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由天線口組合法蘭、發(fā)射口組 合法蘭、接收口組合法蘭和若干標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)組成。為方便與雷達(dá)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)對(duì)接，天線口 組合法蘭與其它法蘭安裝面垂直。波導(dǎo)與法蘭直接采用焊接或粘接方式進(jìn)行連接，加工時(shí) 需對(duì)工藝嚴(yán)格要求，以降低信號(hào)衰減。
[0045]陣列天線仿真結(jié)果
[0046]采用Ansoft公司的HFSS軟件對(duì)陣列天線進(jìn)行仿真計(jì)算。成像雷達(dá)工作頻段為W波 段，帶寬為6GHz。分別選取75.6GHz、78.6GHz和81.6GHz為工作頻點(diǎn)，對(duì)單個(gè)天線單元進(jìn)行建 模仿真。天線單元各頻點(diǎn)的駐波如圖3所示，方向圖的增益超過(guò)25dB。在各個(gè)頻點(diǎn)，波束寬度 如表2所示。波束寬度滿足設(shè)計(jì)要求。
[0047]表2各頻點(diǎn)波束寬度
[0048]
[0049] 雷達(dá)米用調(diào)頻連續(xù)波體制，收發(fā)天線單元相距較近，天線的極化度和天線間的隔 離度需要滿足一定要求。陣中間距最小的兩個(gè)收發(fā)單元，其隔離度低于_38dB。天線在各頻 率點(diǎn)工作時(shí)，陣列天線中間隔最小的收發(fā)單元隔離度均滿足指標(biāo)要求，所設(shè)計(jì)的天線單元 交叉極化在波束寬度范圍內(nèi)滿足指標(biāo)要求。
[0050]陣列天線有N+M個(gè)天線單元組成，電子開(kāi)關(guān)控制發(fā)射和接收天線，可獲得NX Μ組不 同發(fā)射與接收天線組合的數(shù)據(jù)。經(jīng)信號(hào)通道、A/D、數(shù)字采樣等處理，在數(shù)字域處理可形成Ν X Μ組數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。選取75.6GHz、78.6GHz和81.6GHz為工作頻點(diǎn)，在NX Μ個(gè)"等效相位中 心"位置排列的天線單元。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線，其特征在于包括N個(gè)發(fā)射天線、M個(gè)接收天線和N 個(gè)電子開(kāi)關(guān)，其中N、M為偶數(shù)，M為N的偶數(shù)倍;N個(gè)發(fā)射天線和M個(gè)接收天線水平排列成一維 線性陣列天線，排列次序?yàn)門(mén)l、T2......Tn/2、Ri、R2、R3、......，Rm-2、Rm-1、Rm、Tn/2+1、......、Tn-i、Tn， 其間距分別為4D、2D、8D、8D、……、80、80、20、40，其中0為設(shè)定的距離4個(gè)電子開(kāi)關(guān)與收發(fā) 天線連接對(duì)其進(jìn)行時(shí)序控制，其中N個(gè)發(fā)射天線……、和Tn共用一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，N個(gè)接 收天線共用一個(gè)電子開(kāi)關(guān);在電子開(kāi)關(guān)的時(shí)序控制下，N個(gè)發(fā)射天線和M個(gè)接收天線組合成M X N組收發(fā)天線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線，其特征在于設(shè)定的距離D 的大小為在滿足隔離度要求時(shí)各個(gè)天線單元的物理孔徑和最小間距。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線，其特征在于發(fā)射天線和 接收天線均采用矩形喇叭結(jié)構(gòu)。4. 一種對(duì)權(quán)利要求1所述的毫米波成像雷達(dá)一維陣列天線進(jìn)行時(shí)序控制的方法，其特 征在于步驟如下： 步驟1:在雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)始探測(cè)時(shí)，電子開(kāi)關(guān)控制發(fā)射天線T1工作，其余發(fā)射天線關(guān)閉，每 個(gè)發(fā)射天線工作期間，接收端的電子開(kāi)關(guān)依次控制每個(gè)接收天線處于接通狀態(tài)，每個(gè)接收 天線的接通時(shí)間相等，遍歷M個(gè)接收天線，完成M組回波信號(hào)的接收和存儲(chǔ)； 步驟2:依次遍歷N個(gè)發(fā)射天線和M個(gè)接收天線的工作狀態(tài)，可獲得NXM組雷達(dá)回波數(shù) 據(jù)，每個(gè)發(fā)射天線的工作時(shí)間相等； 步驟3:記錄所有收發(fā)天線組合工作時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，并標(biāo)示每組數(shù)據(jù)次序tmTn/Rm，將這 些標(biāo)示數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行校正處理。
【文檔編號(hào)】H01Q21/00GK105932427SQ201610289872
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】魏志強(qiáng), 李春化, 強(qiáng)勇, 畢海霞, 袁晶, 姜世波, 周子超, 閆興偉
【申請(qǐng)人】西安電子工程研究所