[发明专利]一种步进频连续波穿墙雷达的天线装置

说明书

本发明公开一种步进频连续波穿墙雷达的天线装置，包括两组以上用于发射雷达信号的发射天线以及多组用于接收雷达回波的接收天线，发射天线、接收天线分别平行布置于雷达辐射面的上、下层，每组发射天线、接收天线分别包括天线辐射单元以及反射背腔，天线辐射单元布置在反射背腔内，反射背腔为由5个表面围成的矩形体腔室结构，且其中一个表面为具有部分截断面积的缺陷面。本发明具有结构简单、所需成本低、能够实现多阵元，同时使得收发天线之间的隔离度高，且隔离度调节灵活、增益高等优点。

技术领域

本发明涉及步进频连续波雷达技术领域，尤其涉及一种步进频连续波穿墙雷达的天线装置。

背景技术

穿墙雷达是实现对非透明介质（金属除外）屏障内目标探测定位的典型系统，能够对墙壁后面的运动和静止目标进行探测、定位、跟踪和成像；步进频连续波雷达具有定向精度高、穿透性好，以及抗干扰能力强和目标分别能力强等优点。步进频连续波穿墙雷达是将步进频连续波雷达应用于穿墙雷达中，通过发射天线来发射高频电磁波，再通过接收天线接收目标反射回波，从而通过LNA、高通滤波器、自动增益放大、混频、中频放大、中频滤波、AD采样、信号处理等，最后输出目标信息。

穿墙雷达天线装置中若天线装置阵元数量较少，则通道数量不能满足能量快速积累等的需求，相应的会降低雷达的实际灵敏度以及方位向分辨率，进而无法满足实际二维定位和多目标探测需求；收发天线之间的隔离度是步进频连续波体制雷达实现远程探测和高精度探测等的关键，因而对于穿墙雷达天线装置，需要满足连续波雷达天线装置多阵元的需求，还需要解决收发天线之间的隔离度问题，同时满足雷达小型化需求，如果收发天线之间的隔离度不能满足系统需求，雷达发射机的能量泄露将直接影响接收机的灵敏度和动态范围，同时缩短雷达作用的距离、降低雷达性能，甚至可能导致接收机饱和，而无法跟踪探测目标。

现有的步进频连续波体制穿墙雷达中的天线装置，在阻抗带宽保持不变时，天线装置的口径尺寸是与阵元数量呈正比分布，即口径尺寸越大，所对应的阵元数量越多，当天线装置的口径尺寸一定时，天线装置的阵元数量和收发天线之间的隔离度则呈反比分布，即阵元数量越多，所对应的收发天线之间的隔离越低，要使得天线装置实现足够小的辐射口径、足够多的阵元数量，同时又使得收发天线之间具有足够大的隔离度非常困难，因而现有的步进频连续波体制穿墙雷达中的天线装置，实际难以同时满足雷达天线装置多阵元以及收发天线之间隔离度的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、能够实现多阵元，同时使得收发天线之间的隔离度高，且隔离度调节灵活、增益高的步进频连续波穿墙雷达的天线装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种步进频连续波穿墙雷达的天线装置，包括两组以上用于发射雷达信号的发射天线以及多组用于接收雷达回波的接收天线，所述发射天线、所述接收天线分别平行布置于雷达辐射面的上、下层，每组所述发射天线、接收天线均包括天线辐射单元以及反射背腔，所述天线辐射单元布置在所述反射背腔内，所述反射背腔为由5个表面围成的矩形体腔室结构，且其中一个表面为具有部分截断面积的缺陷面。

作为本发明的进一步改进：所述反射背腔中，所述发射天线所对应的发射天线反射背腔的顶部表面为具有部分截断面积的第一缺陷面，所述接收天线所对应的接收天线反射背腔的底部表面为具有部分截断面积的第二缺陷面。

作为本发明的进一步改进：所述反射背腔的开口方向与天线辐射方向相同，所述发射天线对应所述发射天线反射背腔的第一缺陷面指向雷达水平面中心线的上部，所述接收天线对应所述接收天线反射背腔的第二缺陷面指向雷达水平面中心线的下部。

作为本发明的进一步改进：各组所述发射天线、所述接收天线中所述天线辐射单元按照相同相对位置布置在所述反射背腔内。