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W波段毫米波车载防撞雷达微带天线阵列设计
| 论文题名： | W波段毫米波车载防撞雷达微带天线阵列设计 |
| 关键词： | 毫米波;汽车防撞雷达;微带天线;馈电结构;交叉极化;抗干扰能力 |
| 摘要： | 毫米波车载防撞雷达作为一种有效的主动安全防御设备，已逐步成为各大科研院所和汽车厂商的研究热点。其中，77GHz雷达设备体积小、质量轻、环境适应性好，能够同时做到长短距离探测和高空间分辨率，这些优势使其成为未来汽车防撞雷达的主流。在汽车防撞雷达系统中，微带贴片天线以其高增益、小型化、易与平面电路集成等优点，成为当下采用的主要形式。中远距离车载防撞雷达专注于前方的目标范围，通过降低旁瓣来滤除空中和地面的杂波成为当下研究的要点。如今面向市场的毫米波防撞雷达均采用垂直极化形式，在对向行车的情况下，同垂直极化的雷达设备间将存在强烈的电磁干扰，提出的45°线极化形式的微带串馈天线对未来前置车载防撞雷达的抗干扰能力设计提供了新思路。 本文首先介绍了微带天线的工作原理和基本参数，并对线阵和面阵这两种阵列设计的形式和思路进行了介绍，串联、并联馈电的优缺点的分析为馈电网络设计奠定了基础。 其次提出了一组W波段77GHz垂直极化天线阵。线阵采用级联串馈的形式，天线效率高，通过天线综合降低了天线的旁瓣，一阶十路功分器通过T型结取代一般的四分之一波长匹配段获得4.5倍的不等功分比，实现了远距离发射面阵水平方位的低旁瓣。为了验证该天线性能，设计了宽带的对脊鳍线与微带变换器，通过标准WR10波导对加工后的天线进行测试，测试结果显示天线带宽均超过1.4GHz，但谐振点往低频发生不同程度的偏移。仿真旁瓣电平低于-20dB，实测旁瓣电平低于-17dB。半功率波束宽度与设计结果基本一致。 最后提出了一组新型W波段77GHz45°线极化天线阵。单个串馈天线通过幅度加权结合反射相消单元实现25dB的旁瓣抑制，通过添加贴边矩形槽使得主波束的交叉极化比最大改善了20dB，法线方向交叉极化电平为-23dB。采用一阶十路功分器，检验在面阵设计中，天线旁瓣抑制度以及基于新型贴片单元的交叉极化改善情况。为了进一步降低法线方向的交叉极化电平，提出了一种中间馈电结构的线阵，法线方向交叉极化电平为-33dB。 |
| 作者： | 金良 |
| 专业： | 电子通信与工程 |
| 导师： | 葛俊祥;安玉伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京信息工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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