汽车防撞雷达阵列天线的研究与设计

发布时间：2020-04-08 19:13

【摘要】：随着社会经济和科技的快速发展、人们生活水平的显著提高,国内的汽车总保有量的增速迅猛,汽车俨然成为出行的主要代步工具,因此出行安全和减少交通事故的发生成为社会关注的焦点和汽车制造商不断突破的难题。防撞雷达系统作为无人机和汽车驾驶等领域的主动安全防御系统,具有有效的预防交通事故的发生和保护人身安全的突出优势,其中毫米波天线作为防撞雷达系统中的关键通讯设备,由于具有全天候、增益高、方向性强等突出优势,成为近年国内汽车行业研究和发展的主流,但是制作成本高在中低档汽车中仍无法普及。将毫米波段的微带天线应用到汽车防撞雷达系统中,达到低成本、高性能的目的。基于以上的初衷,本文设计了三种类型的天线,主要的研究内容如下:(1).设计了微带贴片形式的并联馈电的2×10阵列天线,工作频率为24GHz,其单元通过调节微带线插入深度和开槽宽度来调节天线的阻抗,实现匹配。通过增加单元数来实现增益的增加,单元并联后的微带通过41波长阻抗变换器匹配到100Ω,并通过同轴探针从介质基板背部给天线网络馈电。实现了以下指标:S-(27)1011d B的带宽为1.1GHz,增益达到20d Bi,窄波束宽度8°。(2).设计了微带贴片形式的串联馈电的2×10阵列天线,工作频率为24GHz,串联馈电的结构紧凑,减少了线路损耗,同时易于实现小型化,和批量生产。为了满足低旁瓣的性能要求,通过锥削电流幅度来实现幅度加权。贴片单元的尺寸依据切比雪夫多项式系数来设置,并通过增加H面微带阵列的数量,降低其主瓣宽度。并通过U型器实现180°的相位补偿。实现了以下指标:S-(27)1011d B的带宽为0.62GHz,增益为19.44d Bi,E面窄波束宽度为9°。基本符合设计指标,后面通过微调结构实现了增益为20d Bi的指标。(3).设计了微带贴片形式的串联馈电的4×15阵列天线,工作频率为77GHz,通过切比雪夫多项式和泰勒公式设计贴片单元的尺寸,实现良好的辐射分布。设计的结构基于SIW设计技术,实现到微带结构的转化。实现了以下指标:S-(27)1011d B的带宽为1.25GHz,E面的半功率波束宽度为6°,旁瓣抑制比大于20d B。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

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本文编号：2619727