[发明专利]一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种馈源天线，具体涉及一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线，属于无线电通信领域。

背景技术

随着通信技术的发展，频率的开发越来越高，毫米波也越来越收到人们的重视。习惯上，我们把波长介于1mm～10mm的一段电磁频谱称为毫米波频谱，它所对应的频率范围是300GHz～30GHz。毫米波的特点是频率高，波长短，与激光、红外等电子光学技术相比，在烟、雾、尘埃及其它有害环境下毫米波有更强的穿透能力。正是由于它的这些显著的特点，加上各国安检的需要，毫米波成像随之产生。在毫米波成像系统中，毫米波辐射计是系统的核心部件，而馈源天线作为辐射计的初级感应器，对系统的性能指标影响巨大。因此随着毫米波成像系统的发展，对馈源天线的要求越来越高。被动式毫米波成像（PMMW，Passive Millimeter Wave）是指依靠35GHz、94GHz、140GHz、220GHz毫米波的大气传播窗口，接收（地面或空中）物体及背景的热辐射能量来探测物体的特性并产生高分辨率图像，这种被动毫米波成像技术能够形成反映物体和背景各个部分的热温差和辐射特性的差异，以此来观察和区分物质的形状、材料等性能。由于毫米波成像系统的工作波段不同，所适用的范围、性能指标的参数都各不相同，因此所适用的领域也有比较明显的独立性。毫米波成像与红外成像相比，具有更好的夜视能力。也有比可见光系统更强的穿透烟霭的能力，雾、云、细雨对毫米波成像的影响也很小。毫米波由于它所处的特殊的波段兼有短微波和红外两者的基本特性。大气衰减对毫米波成像的影响比可见光、红外更少，而且它具有和红外系统在低能见度的黑夜正常工作的能力，并且它在烟尘、云雾、沙暴和雨雪等恶劣环境下有着良好的穿透能力，可以全天候、全天时的工作，这些得天独厚的特点是红外系统所不能比拟的，对于环境遥感和军事侦察等应用场合十分有益。被动式毫米波成像相对于主动成像有其独特的优点。其一是被动式图像是通过检测物体辐射的能量得到的，在毫米波段与可见光段的原理是一样的，因而被动毫米波图像与可见光图像很相近，有利于物体的辨认，而主动系统如雷达，其成像要受闪烁效应等影响难以直接显现物体的自然形状；其二是被动式成像不发射电磁波，因而没有电磁污染，更适于隐匿工作。此外，理论分析还表明，各种涂层隐身材料对雷达的隐身性越好，就越容易被被动探测系统发现。因此，无论在国内和国外，毫米波成像技术都显示出了勃勃生机和应用前景，特别是在最近几年，3mm波段成像发展如火如荼，具有十分广阔的应用领域。传统94GHz毫米波成像系统所应用的馈源天线为喇叭天线，其口面过大导致成像系统的空间分辨率降低。

发明内容

本发明为解决传统94GHz毫米波成像系统所应用的馈源天线为喇叭天线，其口面过大导致成像系统的空间分辨率降低的问题，进而提出一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括正面金属地板、背面金属地板和介质板，介质板为长方形板体，正面金属地板印刷在介质板正面的上部，背面金属地板印刷在介质板背面的下部，介质板一端的上部设有第一锯齿结构，正面金属地板与第一锯齿结构连接，介质板一端的下部设有第二锯齿结构背面金属地板与第二锯齿结构连接。

本发明的有益效果是：本发明为平面结构，因此易于与微波电路集成，实现系统的小型化。并且由于其平面结构，在相同的空间范围内，相比于喇叭天线，易于排成缜密的阵列，可以提高毫米波成像系统的空间分辨率，频带宽、增益适中、副瓣低、结构简单、易于加工、成本低廉。本发明具有良好的辐射性能，其工作带宽为73GHz—110GHz，增益为14.5dB，副瓣电平小于-15dB，半功率波瓣宽度为23°。天线指标完全符合94GHz被动毫米波成像系统的技术要求。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图，图2是本发明背面结构示意图，图3是天线的反射损耗图，图4是天线在94GHz的E面方向图，图5是天线在94GHz的H面方向图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于94GHz被动式毫米波成像系统的馈源天线包括正面金属地板1、背面金属地板2和介质板3，介质板3为长方形板体，正面金属地板1印刷在介质板3正面的上部，背面金属地板2印刷在介质板3背面的下部，介质板3一端的上部设有第一锯齿结构3-1，正面金属地板1与第一锯齿结构3-1连接，介质板3一端的下部设有第二锯齿结构3-2，背面金属地板2与第二锯齿结构3-2连接。