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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型測(cè)速雷達(dá)平板天線陣
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目主要將目前毫米波測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)中的喇叭天線替換為新型平板天線陣。 統(tǒng)測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)中的喇叭天線由于其輻射方向性差，開(kāi)口面有較大的反射，輻射效率不高，且體積較大，已不能適應(yīng)測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)的新要求。因此，本項(xiàng)目將用新型天線對(duì)其進(jìn)行替換。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于微帶天線具有小型化，共形化，集成化的顯著特點(diǎn)，且通過(guò)組陣后易于實(shí)現(xiàn)窄波束，低副瓣，此外，目前饋電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得陣列天線的性能得到進(jìn)一步的提升。因此本設(shè)計(jì)將采用微帶陣列平板天線實(shí)現(xiàn)對(duì)喇叭天線的替換。 本項(xiàng)目給出了兩種平板天線陣列的設(shè)計(jì)，第一種為傳統(tǒng)的矩形平面陣列天線結(jié)構(gòu)（180mm×140mm），每一行天線單元具有相同的饋電電流幅值的加權(quán)處理，然后再對(duì)每一列進(jìn)行饋電電流幅值的加權(quán)處理；第二種為菱形平面陣列天線結(jié)構(gòu)，外形尺寸（140mm×140mm）獲得了更進(jìn)一步的降低，其天線單元的饋電電流幅值在每一行和每一列均需要進(jìn)行單獨(dú)的加權(quán)處理。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、作品設(shè)計(jì) 用新型的平板天線替代傳統(tǒng)的喇叭天線，然后對(duì)普通矩形平板天線陣進(jìn)行改良，得到菱形平板天線陣。 2、設(shè)計(jì)發(fā)明的目的和基本思路 為提高雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)的分辨能力，要求天線方向圖主瓣波束更窄、副瓣電平更低；同時(shí)為便于整個(gè)測(cè)速系統(tǒng)產(chǎn)品的平面化和集成化，要求產(chǎn)品軸向尺寸進(jìn)一步降低。為滿足上述需求，對(duì)目前毫米波雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)中的喇叭天線進(jìn)行更換替代。本項(xiàng)目采用平板天線陣列結(jié)構(gòu)，由于微帶天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其具有小型化、共形化和集成化等顯著特點(diǎn)，所以采用微帶陣列天線來(lái)進(jìn)行更換替代。 3、創(chuàng)新點(diǎn) 利用微帶天線單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行平面陣列天線組陣，通過(guò)對(duì)陣列天線單元數(shù)的選擇和排列方式的選擇，使得其輻射方向和主瓣寬度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的需求；通過(guò)對(duì)每個(gè)天線單元的饋電進(jìn)行加權(quán)控制，從而對(duì)天線陣列的輻射副瓣增益進(jìn)行控制，使其進(jìn)一步的降低，以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)需求。 4、技術(shù)關(guān)鍵 陣列天線的排列方式；天線輻射單元其饋電幅值的加權(quán)分布。 5、主要技術(shù)指標(biāo) 頻率：24.125GHz 增益：> 20dB 波瓣寬度： 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 駐波：< 1.5 環(huán)境溫度：-30℃～85℃
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 當(dāng)前雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)中使用的主要是喇叭天線，這種天線的缺點(diǎn)除了體積較大外，其輻射方向性較差、且開(kāi)口面有較大的反射（反射系數(shù)為0.25～0.3，表明波導(dǎo)開(kāi)口面與自由空間嚴(yán)失配），輻射效率不高。 微帶天線，由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其產(chǎn)品小型化與集成化的特點(diǎn)，使得其在陣列天線中獲得廣泛的應(yīng)用；由于目前饋電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得陣列天線的性能得到進(jìn)一步的提升。同時(shí)，其具有平面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，風(fēng)阻小，便于安裝，使用方便。 本項(xiàng)目給出了兩種平板天線陣列的設(shè)計(jì)，第一種為傳統(tǒng)的矩形平面陣列天線結(jié)構(gòu)（180mm×140mm），每一行天線單元具有相同的饋電電流幅值的加權(quán)處理，然后再對(duì)每一列進(jìn)行饋電電流幅值的加權(quán)處理；第二種為菱形平面陣列天線結(jié)構(gòu)，外形尺寸（140mm×140mm）得到了更進(jìn)一步的減小，其天線單元的饋電電流幅值在每一行和每一列均需要進(jìn)行單獨(dú)的加權(quán)處理。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在合肥電子38所處于測(cè)試階段。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 申請(qǐng)專利
作品可展示的形式
- 實(shí)物、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 目前城市與公路交通中使用的毫米波雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，其收發(fā)共用天線大多為喇叭天線。由于喇叭天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得雷達(dá)測(cè)速產(chǎn)品的三維尺寸較大，特別是在其軸向方向，對(duì)產(chǎn)品的小型化、集成化及使用帶來(lái)不便。 平板天線陣列其具有體積小、重量輕、風(fēng)阻小的特點(diǎn)、安裝使用方便，克服了現(xiàn)有測(cè)速雷達(dá)方向性較差、體積較大的缺點(diǎn)。此種新型雷達(dá)測(cè)速精確，性能穩(wěn)定，使用安全；測(cè)速周期短，反應(yīng)時(shí)間快，提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)性能； 提供觸發(fā)信號(hào)，且因其發(fā)射角度小，有效的避免了相鄰車道的速度干擾，觸發(fā)位置準(zhǔn)確，可用于公路交通、鐵路交通等對(duì)車輛進(jìn)行速度和交通管理，又便于開(kāi)發(fā)高性能的系統(tǒng)。 鑒于以上特點(diǎn)，平板陣列天線，可以廣泛的應(yīng)用于雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)中替代喇叭天線，性能穩(wěn)定可靠，市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 通過(guò)對(duì)中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù)等五個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，將時(shí)間范圍限定為1981－2011年共30年，匹配方式選擇精確，以關(guān)鍵詞為檢索項(xiàng)，以“測(cè)速雷達(dá)”為檢索詞進(jìn)行搜索，共發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料261篇。以“喇叭天線”為檢索詞進(jìn)行搜索，共發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料286篇。以“微帶天線陣”為檢索詞進(jìn)行搜索，共發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料201篇。 以“微帶天線陣 饋電加權(quán)”為檢索詞進(jìn)行搜索，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料。以“測(cè)速雷達(dá) 微帶天線陣”為檢索詞進(jìn)行搜索，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料。 以“測(cè)速雷達(dá) 微帶天線陣 饋電加權(quán)”為檢索詞進(jìn)行搜索，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)參考資料。 直至今日，國(guó)內(nèi)理論界還基本未出現(xiàn)微帶天線陣饋電加權(quán)為基礎(chǔ)的測(cè)速雷達(dá)的研究成果，本項(xiàng)目產(chǎn)品的研發(fā)對(duì)于推進(jìn)學(xué)科研究和公共交通現(xiàn)代化管理將起到積極的推動(dòng)作用。
