[发明专利]一种用于手持式穿墙雷达的宽带圆极化天线

说明书

本发明属于微波技术领域，涉及一种用于手持式穿墙雷达的宽带圆极化天线，所述宽带圆极化天线由上至下依次包括天线罩1、上贴片层2、PMI泡沫层3、下贴片层4、第一介质层5、耦合缝隙层6、第二介质层7、馈电微带8和金属背腔9；所述耦合缝隙层6具有一个镂空的缝隙61；所述馈电微带8的形状为矩形和扇形组合形状；所述金属背腔9为具有一端开口面的长方体形状的腔体，且开口面朝向所述馈电微带。本发明综合采取缝隙耦合馈电、低介电常数层、叠层微带耦合贴片、反射背腔等技术，使天线在低剖面要求下达到30％以上阻抗和波束带宽。本发明通过调谐上、下贴片横向尺寸，达到双贴片耦合谐振的目的，并采取了矩形贴片切角设计实现圆极化。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种用于手持式穿墙雷达的宽带圆极化天线，具体指可实现宽带、低剖面、低背瓣、圆极化的多层微带天线。

背景技术

随着科学技术的进步和电子工业的飞速发展，无线探测技术也得到了快速的发展，同时在安防、侦测等领域也得到了越来越多的应用。

对于高分辨穿墙雷达成像系统，需要天线单元具有较宽频带，能够辐射短时瞬态脉冲以获得较好的距离分辨率和图像质量。同时，为了提高的角度分辨率，需要较大的天线孔径，并尽量降低天线间的互耦。而对于手持式系统而言，需要尽量小的天线孔径和较小的收发天线间距。可见，手持式系统要求与高分辨成像要求是存在矛盾的。需要通过天线设计尽量兼顾这两种要求。

目前常用于穿墙雷达成像系统的天线主要有：1)加脊喇叭、维瓦尔第槽线天线等超宽带天线，这类天线的体积较大，不适合手持式应用；2)蝶形振子及其变体天线，这类天线目前应用最为广泛，其设计难点在于如何减少横向尺寸、降低天线高度；3)宽带印刷天线，如叠加耦合微带贴片天线、U形开槽贴片天线、E形贴片等，这类天线的横向尺寸较小，但是针对手持式应用，天线的高度、带宽和互耦需要采取综合设计措施；4)印刷螺旋天线，这是一类圆极化天线，能够达到较宽的阻抗带宽，若要达到较好的增益，天线高度要设计在四分之一波长左右，难以满足手持式要求。

由于应用在安防和侦测等领域，要求手持式穿墙雷达设备具有体积小、便携性强等特点，需要天线满足重量轻、制作简单、成本低等要求外，还要具备体积小、剖面低、带宽宽、收发隔离度高、旁瓣低等特性要求。现有的天线难以兼顾以上要求，往往体积较大或者单元性能较差，难以实用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于多层微带结构的宽带圆极化微带天线，利用微带天线的半谐振宽度、低剖面等特点达到体积小的目的，利用分层结构实现宽带，利用圆极化实现了高的收发隔离度。具体技术方案如下：

一种用于手持式穿墙雷达的宽带圆极化天线，该天线具体结构由上至下依次包括天线罩1、上贴片层2、PMI泡沫层3、下贴片层4、第一介质层5、耦合缝隙层6、第二介质层7、馈电微带8和金属背腔9；

所述耦合缝隙层6具有一个镂空的缝隙61；

所述馈电微带8的形状为矩形和扇形组合形状；

所述金属背腔9为具有一端开口面的长方体形状的腔体，且开口面朝向所述馈电微带。

优选地，所述第一介质层5开设一个方形缺口10。

优选地，所述下贴片层4为具有两个相对应切角11的六边形结构。

优选地，所述缝隙61的形状为“工”字形状。

优选地，所述金属背腔9上开设一个长方形缺口，便于与射频接头相连接。

优选地，所述上贴片层2、下贴片层4、耦合缝隙层6和馈电微带8均通过电路板蚀刻而成。