[发明专利]一种通道式毫米波周期型十字阵列天线

说明书

本发明涉及一种通道式毫米波周期型十字阵列天线，属于天线技术领域。由2组完全相同的周期型十字阵列天线组成，分别放置在人流通道的两侧。周期型十字阵列天线由32个十字阵列组成，水平方向分为四列，垂直方向分为8行。十字阵列天线由82个发射阵元和82个接收阵元组成，发射阵元和接收阵元分别在垂直、水平方向线性均匀排列，阵元间距均为6mm，合成孔径长度均为486mm。发射和接收阵元均采用基片集成波导和双偶极子设计方法，有效改善了毫米波辐射带宽和增益，简化了馈电结构，缩小了阵元尺寸。无需机械移动或者旋转，实现人体360°成像，十字阵列利用分时复用，或者分频复用的工作方式，实现天线的快速扫描，提高了成像速度。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种通道式毫米波周期型十字阵列天线。

背景技术

毫米波信号凭借穿透性好、分辨率高、电磁辐射剂量低的优势，越来越多的应用于安检成像领域。毫米波人体安检仪，由毫米波发射机通过发射天线向空间辐射毫米波，然后经过目标的散射毫米波被接收天线接收，利用回波信号的幅度和相位信息对目标物进行三维成像。在这一过程中，天线作为毫米波的发射和接收器件，具有至关重要的作用。

现有的毫米波阵列天线多采用一维线性结构，由多个在水平或垂直方向均匀分布的发射和接收天线阵元对组成。系统工作时，利用电子开关实现线天线阵元的顺序工作；利用机械位移实现线性阵列天线在与之垂直维度上的扫描，或者圆周扫描。同一时刻，只有一对发射和接收天线工作，是一种单站工作模式。该一维线性阵列天线工作耗时，成像速度慢；机械位移存在定位误差，影响成像精度。

理论上讲，设计一个全平面或者圆周密度阵列天线，可以解决扫描耗时问题。但是，系统复杂度和成本会显著提高，不是一种可行的毫米波阵列天线实现方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通道式毫米波周期型十字阵列天线。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通道式毫米波周期型十字阵列天线，包括两组周期型十字阵列天线，两组阵列天线分别放置在人流通道的两侧；

两组阵列天线独立工作，同时向被检人体辐射和接收毫米波信号，各自成像后，再合成为人体360°三维图像；

周期型十字阵列天线由M*N个十字阵列组成；

水平方向为M列，垂直方向为N行，组成的平面阵列；

十字阵列天线的发射阵元和接收阵元，数量均为X；

发射阵元在垂直方向线性均匀排列，接收阵元在水平方向线性均匀排列，发射阵元和接收阵元的阵元间距均为毫米波中心波长λ_c，合成孔径长度均为(X-1)λ_c，且满足(X-1)λ_c＜0.5m。

可选的，所述十字阵列天线尺寸为0.5m*0.5m。

可选的，所述发射阵元和接收阵元均是基片集成波导双偶极子天线，由第一介质板、第一金属覆层、第二介质板、第二金属覆层和第三介质板组成；

所述第一介质板上表面与空气接触，下表面蚀刻有第一金属覆层，第二介质板上表面与第一介质板下表面接触，下表面与第三介质板上表面接触；

所述第三介质板上表面蚀刻有第二金属覆层，下表面与空气接触；介质板短边末端固定有SMP连接器，用来连接同轴电缆。

可选的，所述基片集成波导双偶极子天线前端为双偶极子辐射体；

在上下对称的第一、第三介质板上蚀刻的第一、第二金属覆层，有垂直于介质板平面的电荷，即电偶极子；

天线前端有矩形缝隙，第一、第二金属覆层，以及贯通孔形成矩形循环电流，即磁偶极子。