论文部分内容阅读
随着我国经济水平的飞速发展,机动车辆的数目也呈现快速的增长,随之而来的便是交通环境的恶化以及频发的交通事故。为了保障道路交通安全,车载防撞雷达应运而生。汽车防撞雷达属于自动巡航系统的一部分,能够探测驾驶环境周围的障碍物信息,以及与周边车辆保持安全的车距。本课题基于商业应用背景,就毫米波车载防撞雷达的天线系统进行了研究。本文设计了可以应用于障碍物探测的短距雷达的毫米波车载防撞雷达的天线系统。天线的工作频率为24GHz,包含了发射天线与接收天线两个部分。为了满足实际需要,发射天线与接收天线有着不同的性能指标,如增益以及辐射方向图。首先,对单个贴片单元进行设计,对矩形贴片进行了在馈线两侧开U型槽处理以扩展带宽。之后,再结合天线阵综合的理论对阵列天线进行设计。发射天线为8×6的矩形阵列,利用馈电网络实现了对阵元的不等幅馈电,从而获得了低副瓣的特性。发射天线还具有较高的增益以获得较远的工作距离。同时需要较窄的波束宽度从而避免相邻车道的干扰。接收天线包含两个结构相同独立馈电的8×2线形阵列。线性阵列可以获得较宽的波瓣宽度,从而可以获得大角度范围内的路况信息。两个接收天线接收的信号存在相差,经过后方的电路处理可以获得障碍物的角度信息。之后,在仿真软件CST Microwave Studio中建立模型并进行仿真,经过多次对模型的调整和优化,得到了符合所提出技术指标的结果。基于此仿真结果,对天线进行了实物的加工制作,并利用现有设备对天线进行了方向图的测量。测量结果与仿真结果吻合良好,证明了天线设计的可靠性。最后,为了了解所设计的阵列天线的辐射机理,对天线进行了研究。结合天线辐射原理以及阵因子理论,通过数值方法定性定量的分析了天线的辐射性能。计算结果与仿真结果、测量结果得到了较好的拟合,解释了天线具有低副瓣特性的成因。以上理论分析证明了天线设计的有效性。