应用于车流量检测系统的天线研究

123456aa · 发表于 2022-4-1 19:04:33

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本文依托于十五期间国家科技攻关重大项目“智能交通系统关键技术开发和示范工程”，主要研究车流量检测系统的前端天线。微带天线具有重量轻、剖面小、设计灵活、成本低廉等诸多优点。同时，毫米波本身具有波长短、频段宽、在雾、雪、尘埃等环境中有良好的传播等特性，因此，毫米波微带天线日益受到世界各国天线研究者的关注。本文也选用毫米波微带天线作为车流量检测系统的前端天线。本文的主要工作是按照车流量检测雷达的前端设计要求，研究了满足设计指标的微带天线阵。所设计的贴片单元和微带天线阵列馈电良好，并且与国外相同产品相比具有更小的尺寸，便于安装，形式灵活。文中首先简单讨论了微带天线的发展历史和主要的理论方法和数值分析方法，包括传输线模型理论，空腔模型理论，数值分析方法有时域有限差分法、有限元法和矩量法等。在讨论数值分析方法的基础上，本文结合设计指标分析了各种因素和天线尺寸对于贴片电性能的影响，针对单元贴片的阻抗匹配题目进行了分析，选择了一种in-set feed的馈电方式。利用电磁场数值仿真软件CST进行仿真计算。然后利用单元贴片进行组阵，主要阐述了单元贴片间距对于微带阵的性能影响以及微带阵馈电网络的设计。利用CST进行仿真优化，进行实测，实测结果表明这种结构的微带天线能够满足设计指标。最后针对微带天线阵列进行了分析，包括串联馈电和并联馈电对于天线性能的影响，贴片单元间的互耦题目，分析了影响天线副瓣的因素以及微带线损耗对于天线的影响等。得出了本文中设计天线的缺点和需要改进的地方。

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