一種高隔離度雷達收發天線裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種高隔離度雷達收發天線裝置，屬于雷達技術領域。本實用新型專利技術的高隔離度雷達收發天線裝置，通過空間波抑制和表面波抑制相結合的方式對原連續波雷達結構進行改進，包括發射天線、接收天線，用于安裝發射天線和接收天線的腔體以及設置于所述腔體內部、發射天線和接收天線之間的隔離板，所述隔離板將所述腔體分隔為兩個腔體，且兩個腔體的內部四周鋪設有吸波材料以減少收發天線間表面波在金屬表面的直接傳播，進一步提高了收發天線間的隔離度，使得本申請方案在不改變原收發天線裝置外部尺寸的前提下將收發天線間的隔離度由47dB左右提升到了將近90dB，提高了雷達系統的整體性能。達系統的整體性能。達系統的整體性能。

【技術實現步驟摘要】
一種高隔離度雷達收發天線裝置


[0001]本技術涉及一種高隔離度雷達收發天線裝置，屬于雷達


技術介紹

[0002]雷達按雷達信號的形式可分為脈沖雷達和連續波雷達，二者的差別在于后者在時間上無法將收發信號分開，因此，脈沖雷達可利用收發開關完成信號接收與信號發射的分開，但連續波雷達則一般采用物理上獨立的接收天線和發射天線來實現信號接收與信號發射的分開。
[0003]連續波雷達具有體積小、質量輕、功能強、成本低、全天候、高分辨、探測性能穩定、環境適應性好等優點，具有廣泛的軍事和民用前景，是當前研究熱點。接收天線和發射天線作為連續波雷達的重要部分，其收發天線間的耦合是影響整個雷達系統性能的重要因素，收發天線間的隔離度直接決定了雷達系統的性能。現有的連續波雷達裝置中，接收天線和發射天線處于同一腔體，可以滿足大部分場景下對雷達系統性能的要求，但某些場景下，如果收發天線的隔離度較小，那么泄露的發射信號容易泄露到接收機，發射信號不僅會淹沒微弱的目標回波、降低接收機靈敏度，還會影響成像效果、差分形變測量效果，甚至造成接收機飽和失效。比如船用雷達，在有風的時候，可以較好的接收到目標回波，因為風引起的水波可以增大目標回波信號，但是在風平浪靜的情況下，目標回波信號微弱，收發天線的隔離度如果較小，就會導致接收機無法正常工作。
[0004]因此，如何在不改變現有整機外形尺寸的前提下提高收發天線間的隔離度成為一個迫切解決的問題。

技術實現思路

[0005]為了提高收發天線間的隔離度，本技術提供一種高隔離度雷達收發天線裝置，該裝置包括：發射天線、接收天線，用于安裝發射天線和接收天線的腔體以及設置于所述腔體內部、發射天線和接收天線之間的隔離板。
[0006]在一種實施方式中，所述隔離板的高度與所述腔體外框高度相同，通過所述隔離板將所述腔體分隔為兩個腔體。
[0007]在一種實施方式中，所述兩個腔體的內部四周鋪設有吸波材料。
[0008]在一種實施方式中，所述隔離板的厚度為至少大于雷達信號的一個波長。
[0009]在一種實施方式中，所述隔離板的厚度范圍為22mm
?
40mm。
[0010]在一種實施方式中，所述隔離板為金屬材質。
[0011]在一種實施方式中，所述金隔離板為鋁板。
[0012]在一種實施方式中，所述吸波材料為針對13～15GHz的信號反射率可達到
?
17dB的材料。
[0013]在一種實施方式中，所述吸波材料為鐵基合金類的磁性金屬微粉材質的吸波材料。
[0014]在一種實施方式中，所述吸波材料的厚度范圍為1
?
2mm。
[0015]本技術的優點：
[0016]本技術提供的高隔離度雷達收發天線裝置，通過空間波抑制和表面波抑制相結合的方式對原連續波雷達結構進行改進，即在原收發天線裝置處于一個腔體內且二者僅間隔設置的前提下，考慮空間波抑制和表面波抑制在二者之間設置隔離板，通過隔離板將二者分隔在不同的腔體，同時在各自腔體內部四周鋪設吸波材料以減少收發天線間表面波在金屬表面的直接傳播，進一步提高了收發天線間的隔離度，使得本申請方案在不改變原收發天線裝置外部尺寸的前提下將收發天線間的隔離度由42dB左右提升到了將近90dB，提高了雷達系統的整體性能，提高了雷達系統對于微弱信號的接收能力。
附圖說明
[0017]圖1為信號未飽和時的信號能量譜仿真圖；
[0018]圖2為信號飽和時的信號能量譜仿真圖；
[0019]圖3為現有的雷達內部天線布局結構示意圖；
[0020]圖4為現有的雷達內部天線布局結構剖面圖；
[0021]圖5為現有的收發天線增益仿真圖；
[0022]圖6為現有的收發天線方向仿真圖；
[0023]圖7為本申請提供的高隔離度雷達收發天線裝置示意圖；
[0024]圖8為本申請提供的高隔離度雷達收發天線裝置隔離板采用金屬擋板時的隔離效果仿真圖；
[0025]圖9為本申請提供的高隔離度雷達收發天線裝置中選用吸波材料時的測試結果；
[0026]圖10為本申請提供的高隔離度雷達收發天線裝置采用空間波和表面波抑制后的隔離度仿真圖；
[0027]其中，1
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發射天線，2
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接收天線，3
?
天線腔體外框，4
?
隔離板。
具體實施方式
[0028]下面是對本技術進行具體描述。
[0029]相關理論介紹如下：
[0030]1、收發天線隔離度指標
[0031]收發天線隔離度包括水平隔離度Lh和垂直隔離度Lv，針對處于同一腔體內的收發天線，通常只考慮其水平隔離度Lh。
[0032]2、收發天線隔離度指標對雷達的影響
[0033]從雷達距離方程可知：在雷達天線增益、掃描時間、積累回波數等參數已確定的前提下，要提高雷達作用距離必須提高發射功率。但連續波體制雷達發射功率受隔離度限制，當發射信號功率較大時，發射信號會耦合到接收通道，影響雷達指標，從而影響雷達作用距離。主要影響因素表現在以下兩個方面：
[0034]1)降低接收機靈敏度
[0035]耦合進接收通道的發射信號會抬高接收機噪聲電平，即使泄漏的發射信號功率不高，沒有使低噪聲放大器飽和，但也會提高噪聲電平，從而降低接收機靈敏度。
[0036]耦合到接收通道內的發射信號可以視為噪聲，該信號經過混頻后，除零頻信號外，其它頻率信號即為探測信號的噪聲，該噪聲的影響主要分為調幅噪聲和調相噪聲。
[0037]進入雷達接收通道的干擾信號大致可以分為帶外干擾射頻信號以及帶內雜散信號。雷達接收通道對帶外信號和帶內信號的抑制度是不同的，每部雷達接收通道處理模塊各有不同，但基本包含接收天線、低噪聲放大器、射頻濾波器、放大電路和混頻電路、信號處理等六部分，每部分對干擾信號均有放大或抑制作用。最終，帶外干擾射頻信號以及帶內雜散信號均要低于雷達處理檢測門限才不會影響檢測信噪比，即發射信號才不會干擾雷達探測性能。
[0038]通過上述分析，發射信號進入雷達接收通道，會改變雷達接收系統的信噪比。發射信號的噪聲降低了雷達檢測信噪比，最終表現在影響接收靈敏度，導致雷達性能下降。
[0039]2)導致接收通道飽和
[0040]當耦合進接收通道的發射信號過大會使接收機前端低噪聲放大器飽和，失去正常放大功能，造成接收回波信號失真，影響后續檢測。
[0041]對于單一點目標，連續波雷達接收信號經過低噪放混頻后得到差頻信號，如果差頻信號未飽和，經過快速傅里葉變換(FFT)運算后即可得到能量的頻域分布，如圖1所示。但差頻信號一旦飽和，經過FFT運算后得到的頻域分布就會失真，如圖2所示，信號頻譜失真。
[0042]3、現有的雷達內部天線布局結構如圖3和圖4所示所示，發射天線1和接收天線2處于同一腔體內，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種高隔離度雷達收發天線裝置，其特征在于，所述高隔離度雷達收發天線裝置包括：發射天線、接收天線，用于安裝發射天線和接收天線的腔體以及設置于所述腔體內部、發射天線和接收天線之間的隔離板。2.根據權利要求1所述的高隔離度雷達收發天線裝置，其特征在于，所述隔離板的高度與所述腔體外框高度相同，通過所述隔離板將所述腔體分隔為兩個腔體。3.根據權利要求2所述的高隔離度雷達收發天線裝置，其特征在于，所述兩個腔體的內部四周鋪設有吸波材料。4.根據權利要求1所述的高隔離度雷達收發天線裝置，其特征在于，所述隔離板的厚度為至少大于雷達信號的一個波長。5.根據權利要求4所述的高隔離度雷達收發天線裝置，其特征在于，所述隔離板的厚度范圍為22...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李猛，尤立志，陳俊男，王質春，毛佳杰，
申請(專利權)人：無錫市雷華科技有限公司，
類型：新型
國別省市：