[发明专利]毫米波天线阵列

说明书

本发明提供了一种毫米波天线阵列，包括发射/接收天线阵列，发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，接收天线模块用于接收从待扫描对象反射回的毫米波信号，馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至发射天线模块，并且回传接收天线模块接收的反射回的毫米波信号，其中，发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换馈电网络模块的一个输出端口与多个发射信号通道之间的连接，并且接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换馈电网络模块的一个输入端口与多个接收信号通道之间的连接。

技术领域

本发明涉及一种毫米波天线阵列。

背景技术

主动毫米波人体安检系统主要通过近距离的毫米波有源天线阵列对人体划分的上万个甚至十几万个像素点进行快速扫描，获取人体及所携带物品的回波信号，再通过成像软件分析生成精确完整的人体和隐藏物品三维立体图，利用可疑物品检测标示软件实现对隐藏在衣物下危险品的自动检测标示，向安检人员展示成像及标示结果。主动毫米波人体安检系统的物品检测精度达到毫米级，具有成像分辨率高、检测精确、电磁辐射安全等优点。主动毫米波人体安检系统为SAR成像体制雷达，信号工作频率越高、瞬时工作带宽越宽引起的天线单元口径越小、天线单元间隔越近，越能获得更高的分辨率和更清晰的图像质量，更容易探测隐藏的身上物品及位置。

目前毫米波有源天线阵列系统在军用雷达、通信、电子对抗等系统中已经得到了广泛应用，通过控制有源天线各通道的幅相变化来改变阵面天线方向图形状、以获得目标的具体信息。对于单通道有源天线，分为接收和发射两部分，发射部分通过外部时序控制将射频信号移相、放大后经天线单元辐射到空间，接收部分将天线单元接收到的射频信号通过放大、移相、衰减后传输给功分网络及接收机。

发明内容

由于有源相控阵天线阵列的每个通道都配装有一个发射/接收组件、且需要配备移相器、衰减器及切换开关，以保证一个组件都能独立发射接收电磁波，导致有源相控阵天线以及雷达的造价昂贵、结构复杂、散热困难、控制复杂、测试数据量大、工程化难度大。

有鉴于此，本发明为主动毫米波人体安检系统提供了一种毫米波天线阵列用于近距离成像，采用收发分置的线性天线阵列，发射、接收天线阵列依次发射、接收宽带线性调频信号，实现对目标的距离向分辨；扫描是指通过时序控制线性阵列开关顺次打开，每次只允许一个天线单元发射线性调频信号，一个接收天线单元接收线性调频信号，其目的是为了减少数据采集所需要的时间，更利于实时成像的实现。该发明可降低传统有源天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本，具有高隔离度、高幅相一致性的特点。

根据本发明的第一方面，提供一种毫米波天线阵列，包括：发射/接收天线阵列，该发射/接收天线阵列包括发射天线模块、接收天线模块和馈电网络模块；所述发射天线模块用于向待扫描对象发射毫米波信号，所述接收天线模块用于接收从所述待扫描对象反射回的毫米波信号，所述馈电网络模块将待发射的毫米波信号传送至所述发射天线模块，并且回传所述接收天线模块接收的所述反射回的毫米波信号，其中，所述发射天线模块包括多个发射信号通道和发射切换部，该发射切换部切换所述馈电网络模块的一个输出端口与所述多个发射信号通道之间的连接，并且所述接收天线模块包括多个接收信号通道和接收切换部，该接收切换部切换所述馈电网络模块的一个输入端口与所述多个接收信号通道之间的连接。

优选地，所述发射切换部进行切换，使得从所述馈电网络模块的所述一个输出端口输出的毫米波信号经由所述发射切换部依次被分配至所述多个发射信号通道，并且所述接收切换部进行切换，使得从所述多个接收信号通道接收到的毫米波信号经由所述接收切换部依次输入到所述馈电网络模块的所述一个输入端口。

优选地，所述发射切换部具有发射侧放大器，所述多个发射信号通道共用所述发射侧放大器；并且所述接收切换部具有接收侧放大器，所述多个接收信号通道共用所述接收侧放大器。