新型测速雷达平板天线阵申报书1.docx
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新型测速雷达平板天线阵申报书1.docx
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新型测速雷达平板天线阵申报书1
序号:
编码:
第四届“挑战杯”合锻股份
安徽省大学生课外学术科技作品竞赛
作品申报书
作品名称:
新型测速雷达平板天线阵
学校全称:
合肥师范学院
申报者姓名
(集体名称):
刘艺泉、季宏海、潘慧、陈青、孙奎、孙莹、王红岭、王曼、方雅静
类别:
□自然科学类学术论文
□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
√科技发明制作A类
□科技发明制作B类
B3.申报作品情况(科技发明制作)
说明:
1.必须由申报者本人填写;
2.本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认;
3.本表必须附有研究报告,并提供图表、曲线、试验数据、
原理结构图、外观图(照片),也可附鉴定证书和应用证书;
4.作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。
作品全称
新型测速雷达平板天线阵
作品分类
A.机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控
制、工程、交通、建筑等)
√B.信息技术(包括计算机、电信、通讯、电子等)
C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)
D.生命科学(包括生物、农学、药学、医学、健
康、卫生、食品等)
E.能源化工(包括能源、材料、石油、化学、化
工、生态、环保等)
作品设计、发明的目的和基本思路,创新点,技术关键和主要技术指标
、作品设计
用新型的平板天线替代传统的喇叭天线,然后对普通矩形平板天线阵进行改良,得到菱形平板天线阵。
。
2、设计发明的目的和基本思路
对目前毫米波雷达测速系统中的喇叭天线进行更换替代。
为提高雷达测速系统的分辨能力,要求天线方向图主瓣波束更窄、副瓣电平更低;同时为便于整个测速系统产品的平面化和集成化,要求产品轴向尺寸进一步降低。
为满足上述需求,本项目采用平板天线阵列结构,由于微带天线的结构特点,其具有小型化、共形化和集成化等显著特点,所以采用微带阵列天线来进行更换替代。
3、创新点
利用微带天线单元的结构特点,进行平面阵列天线组阵,通过对阵列天线单元数的选择和排列方式的选择,使得其辐射方向图和主瓣宽度满足设计指标的需求;通过对每个天线单元的馈电进行加权控制,从而对天线阵列的辐射副瓣增益进行控制,使其进一步的降低,以达到设计指标需求。
4、技术关键
阵列天线的排列方式、天线辐射单元其馈电幅值的加权分布
5、主要技术指标
频率:
24.125GHz
增益:
>20dB
波瓣宽度:
小于6度(水平)*8度(俯仰)3dB
小于12度(水平)*15度(俯仰)10dB
副瓣:
-18dB
驻波:
<1.5
环境温度:
-30℃~85℃
作品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。
请提供技术性分析说明和参考文献资料)
6、作品的科学性先进性
当前雷达测速系统中使用的主要是喇叭天线,这种天线的缺点除了体积较大外,其辐射方向性较差、且开口面有较大的反射(反射系数为0.25~0.3,表明波导开口面与自由空间严失配),辐射效率不高。
微带天线,由于其自身的结构特点,决定了其产品小型化与集成化的特点,使得其在阵列天线中获得广泛的应用;由于目前馈电网络技术的发展,使得阵列天线的性能得到进一步的提升。
同时,其具有平面结构的特点,风阻小,便于安装使用方便。
本项目给出了两种平板天线阵列的设计,第一种为传统的矩形平面阵列天线结构(180mm×140mm),每一行天线单元具有相同的馈电电流幅值的加权处理,然后再对每一列进行馈电电流幅值的加权处理;第二种为菱形平面阵列天线结构,外形尺寸(140mm×140mm)获得了更进一步的降低,其天线单元的馈电电流幅值在每一行和每一列均需要进行单独的加权处理。
具体设计性能分析如下:
微带天线:
微带天线性能:
更容易实现窄波束和低旁瓣。
微带天线辐射方向图
平面图
立体图
本项目给出了两种平板天线阵列的设计
1.矩形平面阵列天线(180mm×140mm)
矩形天线阵模型图
矩形天线阵辐射方向图
平面图
立体图
2.菱形平面阵列天线(140mm×140mm)
菱形平面阵模型图
菱形天线阵辐射方向图
平面图
立体图
参考文献:
[1]尹家贤,刘克成.串馈微带天线阵的增益和方向图计算[J].国防科技大学学报,2000,22
(1):
43-46.
[2]傅亦源,柴舜连,毛钧杰.低副瓣串馈微带天线阵设计[J].船舶电子工程2004,24
(2):
77-80.
[3]华光,杜小东,洪伟.微带加权串馈天线阵的设计与研制[J].微波学报200925(4):
41-44.
[4]YuanN,YeoTS,NieXC,LiLW.AFastAnalysisofScatteringandRadiationofLargeMicrostripAntennaArrays[J].IEEETransonAP,2003,51(9):
2218-2226.
[5]RichardsW,LoYT,HarrisonDD.AnImprovedTheoryforMicrostripAntennasandApplications[J].IEEETransonAP,1981,29
(1):
38-46.
作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果
作品所处
阶段
()A实验室阶段B中试阶段C生产阶段
D(自填)
技术转让方式
作品可展示的
形式
□实物、产品□模型□图纸□磁盘□现场演示□图片□录像□样品
使用说明及该作品的技术特点和优势,提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测
目前城市与公路交通中使用的毫米波雷达测速系统,其收发共用天线大多为喇叭天线。
由于喇叭天线的结构特点,使得雷达测速产品的三维尺寸较大,特别是在其轴向方向,对产品的小型化、集成化与产品的使用带来不便。
平板天线阵列其具有体积小、重量轻、风阻小、安装使用方便,克服了现有测速雷达方向性较差、体积较大的缺点。
本项目在基于微带平面天线的基础上,给出了传统矩形平板微带天线阵(18×14单元)和新型小型化菱形平板微带天线阵(14×14单元),它们具有天线波瓣更窄、辐射方向性更强、结构更加紧凑,便于与微波收发电路集成等优点,使得雷达测速系统产品在外形上更加小型化,在使用和安装上更加便利化。
此种新型雷达测速精确,性能稳定,使用安全;测速周期短,反应时间快,提高系统运转性能;提供触发信号,且触发位置准确,便于开发高性能的系统;采用脉冲发射方式,雷达探测电子狗无法侦测到此雷达,同时雷达辐射量更小,减小其对人体的伤害。
这种新型测速雷达可用于公路交通、铁路交通等对车辆进行速度监测和交通管理。
其测速精确,性能稳定,使用安全;因其发射角度小,有效的避免了相邻车道的速度干扰,确保执法取证的正确性、严肃性、唯一性。
测速周期短,反应时间快,提高系统运转性能。
平板阵列天线,其技术性能稳定可靠,可以广泛的应用于雷达测速系统中替代喇叭天线,市场和经济效益可观。
专利申报情况
□提出专利申报
申报号
申报日期年月日
□已获专利权批准
批准号
批准日期年月日
□未提出专利申请
科研管理部门
签章
年月日
C.当前国内外同类课题研究水平概述
说明:
1.申报者可根据作品类别和情况填写;
2.填写此栏有助于评审。
D.推荐者情况及对作品的说明
说明:
1.由推荐者本人填写;
2.推荐者必须具有高级专业技术职称,并是与申报作品
相同或相关领域的专家学者或专业技术人员(教研组
集体推荐亦可);
3.推荐者填写此部分,即视为同意推荐;
4.推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。
推荐者情况
姓名
性别
年龄
职称
工作单位
通讯地址
邮政编码
单位电话
住宅电话
推荐者所在
单位签章
(签章)年月日
请对申报者申报情况的真实性作出阐述
请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价
其它说明
推荐者情况
姓名
性别
年龄
职称
工作单位
通讯地址
邮编
单位电话
住宅电话
推荐者所在
单位签章
签章日期年月日
请对申报者申报情况的真实性作出阐述
请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价
其它说明
学校组织协调机构确认并盖章
(团委代章)年月日
校主管领导或校主管部门确认盖章
年月日
E.组织委员会秘书处资格和形式审查意见
组委会秘书处资格审查意见
审查人(签名)
年月日
组委会秘书处形式审查意见
审查人(签名)
年月日
组委会秘书处审查结果
□合格□不合格
负责人(签名)
年月日
F.参赛作品打印处
G1.评审委员会预审意见粘贴处
G2.评审委员会终审意见粘贴处
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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- 新型 测速雷达 平板 天线阵 申报
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