《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置：首頁 > 微波|射頻 > 設(shè)計應(yīng)用 > 一種用于FOD檢測系統(tǒng)的V波段波導(dǎo)縫隙陣列天線
一種用于FOD檢測系統(tǒng)的V波段波導(dǎo)縫隙陣列天線
電子技術(shù)應(yīng)用 2023年9期
李炎,，任沖,，尹琰鑫
（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076）
摘要： 提出了一種適用于跑道異物（Foreign Object Debris,， FOD）檢測系統(tǒng)的V波段波導(dǎo)縫隙陣列天線,。所提出的陣列天線工作頻帶為74~79 GHz,，陣面包含2 048個單元。天線采用多模波導(dǎo)縫隙陣列天線形式,，并設(shè)計了波導(dǎo)功分網(wǎng)絡(luò),，具有高增益、低剖面等優(yōu)良特點,。天線整體結(jié)構(gòu)厚度10 mm以內(nèi),，輻射效率50%以上。天線的實測結(jié)果表明,，理論結(jié)果和測試結(jié)果吻合,，具有較高的工程實用性。
中圖分類號：TN82 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234324
中文引用格式： 李炎,，任沖,，尹琰鑫. 一種用于FOD檢測系統(tǒng)的V波段波導(dǎo)縫隙陣列天線[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023,，49(9)：9-13.
英文引用格式： Li Yan,，Ren Chong，Yin Yanxin. V-band waveguide slot array antenna for FOD detection system[J]. Application of Electronic Technique,，2023,，49(9)：9-13.
V-band waveguide slot array antenna for FOD detection system
Li Yan，Ren Chong，Yin Yanxin
(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering,，Beijing 100076,，China)
Abstract： In this paper, a V-band waveguide slots array antenna suitable for FOD detection system is presented. The operation frequency range of the proposed array antenna is 74~79 GHz and the array contains 2 048 elements. The proposed antenna has excellent characteristics such as high gain and low profile by using the form of a multi-mode waveguide slot array antenna and a waveguide power division network. The thickness of the antenna is within 10 mm and the radiation efficiency is above 50%. The experimental results show that the measured and simulated results are agreed well with each other, so it is of good practical engineering application.
Key words : multi-mode waveguide slot array antenna；FOD,；high gain,；low profile；V-band

0　引言

跑道異物(Foreign Object Debris,，FOD)是指出現(xiàn)在機場跑道上對航空器或系統(tǒng)可能造成損害的各種外來物質(zhì) [1],。典型的FOD目標有：混凝土瀝青碎塊、各類金屬器件,、塑料制品,、橡膠碎片、動植物等[2],。跑道上的異物對于飛機等航空器的起飛和降落有極大的安全隱患[3],。傳統(tǒng)的機場跑道異物檢測方法是人工巡視方法，此方法完全依賴人力,，存在檢測效率低下及容易漏檢等問題[4],。因此FOD檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢是一種能夠自動探測、定位和上報FOD信息的機場常設(shè)設(shè)施[5-7],。到目前為止,，世界上主要的機場跑道異物檢測和自動識別系統(tǒng)有4個，分別是Tarsier系統(tǒng)（英國）,、FODFinder系統(tǒng)（美國）,、FODetect系統(tǒng)（以色列）和IFerret系統(tǒng)（新加坡）[8]，一些大型機場跑道已經(jīng)開始嘗試異物自動監(jiān)測系統(tǒng),。上述4個已經(jīng)投入使用FOD異物檢測系統(tǒng)功能有一定差異,，性能各不相同，但雷達工作的頻率都是70~100 GHz之間[9],。毫米波雷達由于其具有波束窄,、分辨率高等優(yōu)點,非常適合近距離對微小目標的探測[10],因此對V波段以及更高頻段毫米波天線的研究尤為重要。

V波段以及更高頻段毫米波天線由于頻率高,、波長短,、單元數(shù)多，對加工精度有很高的要求,，現(xiàn)在很多都是采用微帶天線形式,，微帶天線剖面低、成本低,，但是由于頻率高,、單元數(shù)目多,，微帶電路的導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗很大，對微帶天線一般口面越大輻射效率越低,天線增益大于30 dB時微帶天線的效率只有20%~30%[11],。反射面天線可以具有很低的副瓣和很高的輻射效率[12],，但剖面尺寸過高不便于結(jié)構(gòu)安裝。傳統(tǒng)的波導(dǎo)縫隙陣天線通過縫偏和縫長來控制幅度相位,，在這個頻段對加工精度要求非常高,，由于機加精度達不到要求，導(dǎo)致性能較差,。

本文設(shè)計了一種適用于V波段以及更高頻段FOD檢測系統(tǒng)的波導(dǎo)縫隙陣列天線,，天線采用多模波導(dǎo)縫隙陣列天線形式，并設(shè)計了波導(dǎo)功分網(wǎng)絡(luò),，整體結(jié)構(gòu)緊湊,，厚度在10 mm以內(nèi)，輻射效率在在50%以上,，具有高增益低剖面的優(yōu)良特點,；天線加工容錯率比較高，對機加精度要求不高,，加工了實物并進行了駐波和方向圖測試,，與仿真結(jié)果進行了比較，實測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合度較高,。


本文詳細內(nèi)容請下載：http://forexkbc.com/resource/share/2000005630




作者信息：

李炎，任沖,，尹琰鑫

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所,，北京 100076）

微信圖片_20210517164139.jpg

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。