24GHz 微波雷達(dá)傳感器被廣泛應(yīng)用于交通工具主動安全、智能交通、安全防備保護(hù)、工業(yè)應(yīng)用以及無人機(jī)防撞等領(lǐng)域。接收天線作為雷達(dá)傳感器的關(guān)鍵生殖器件，在雷達(dá)傳感器中起“喉嚨”效用，一方面需求盡有可能多的把射頻源的信號發(fā)射出去；另一方面需求使雷達(dá)波遮蓋到合宜的地區(qū)范圍。依據(jù)作者的預(yù)設(shè)經(jīng)驗(yàn)，國里外廠商常用的24GHz接收天線方式有微帶陣列接收天線、喇叭接收天線、媒介基片集成波導(dǎo)接收天線（SIW）以及透鏡接收天線。綜合思索問題雷達(dá)傳感器大小和制導(dǎo)致本，商用領(lǐng)域最流行的接收天線方式是微帶接收天線。微帶接收天線印刷在高頻PCB上，借助于成熟的PCB加工工藝，預(yù)設(shè)廠商可以極致的減小成本。

                                                                                           圖1：認(rèn)為合適而使用RO4350B板料的24GHz微帶陣列接收天線
極化形式是表征電磁波的一個關(guān)緊參變量，由雷達(dá)接收天線表決。常用極化形式有線極化和圓極化兩種。線極化又分為鉛直極化、水準(zhǔn)極化和斜極化。雷達(dá)接收天線極化形式不一樣，會造成目的反射回波的幅度和相位特別的性質(zhì)不一樣，繼續(xù)往前影響雷達(dá)的探量觀測銳敏度。因?yàn)檫@個，研討目的散射特別的性質(zhì)對雷達(dá)接收天線預(yù)設(shè)具備關(guān)緊的引導(dǎo)意義。作者以電力巡線無人機(jī)為應(yīng)用環(huán)境，先對高壓線的散射特別的性質(zhì)施行了研討。為了探索追究電力線對不一樣線極化入射波的散射特別的性質(zhì)，經(jīng)過仿真辦法對高壓線在24GHz的散射特別的性質(zhì)施行剖析。

首先樹立仿真板型，用圖2所示纖纖圓柱形導(dǎo)體摹擬電力線，圓柱體線徑設(shè)為R_wire，長度設(shè)為20λ0。設(shè)置入射最簡單的面波用于摹擬雷達(dá)發(fā)射接收天線發(fā)射的電磁波。在入射源位置設(shè)置場感應(yīng)器，用于摹擬雷達(dá)天線收繳電力線反射波。入射波極化方向與電力線延伸方向的夾角為Φ_step。

圖2：電力線板型

運(yùn)用基于有限元辦法的高頻仿真軟件施行仿真。固定線徑R_wire為0.67λ0，剖析水準(zhǔn)極化和鉛直極化形式下RCS（雷達(dá)散射剖面）隨Φ_step變動發(fā)展方向。從圖3所示最后結(jié)果中可以看出，當(dāng)入射波極化方向和電力線延伸方向由平行變動到鉛直（Φ_step由0°變動到90°）時，RCS漸漸增加，但變動值在0.6dB以內(nèi)。固定Φ_step為0°，剖析水準(zhǔn)極化和鉛直極化形式下RCS隨R_wire變動發(fā)展方向。從圖4所示最后結(jié)果中可以看出，兩種極化形式下的RCS都隨R_wire增加而變大。當(dāng)R_wire小于0.5λ0時，兩種形式下的RCS變動曲線呈送替升漲狀況，不過變動值在1.5dB以內(nèi)。當(dāng)R_wire大于0.5λ0時，鉛直極化的RCS要大于水準(zhǔn)極化，變動值在0.6dB以內(nèi)。

圖3：不一樣極化形式下RCS隨Φ_step變動發(fā)展方向

圖4：不一樣極化形式下RCS隨R_wire變動發(fā)展方向

基于上面所說的仿真最后結(jié)果得出論斷：在接收天線參變量（般配、增益、方向圖）和射頻互連完全一樣的條件下，K波段雷達(dá)接收天線的極化形式應(yīng)優(yōu)先挑選鉛直極化形式。作者認(rèn)為合適而使用RO4350B板材預(yù)設(shè)了圖5所示的兩種24GHz微帶接收天線陣列，兩種方案均為鉛直極化形式。圖示陣列均為1×4，辦公頻率可以遮蓋24GHz ISM帶寬，-3dB波束寬度約為70°×25°，鉛直面的副瓣電平為-16dB。方案2所示接收天線已應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品。當(dāng)然，不一樣應(yīng)用途景需求思索問題不一樣的極化形式，作者僅只供給一個預(yù)設(shè)思考的線索。

圖5：認(rèn)為合適而使用RO4350B預(yù)設(shè)的鉛直極化微帶陣列接收天線

作者運(yùn)用RO4350B板材預(yù)設(shè)了數(shù)量多24GHz的微帶接收天線陣列、微帶功分器、般配網(wǎng)絡(luò)以及混頻網(wǎng)絡(luò)，既有簡單的雙面板，也有復(fù)雜的多層混壓板。在PCB加工廠運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的FR4加工工藝即可施行加工，物料成本和加工成本都能獲得美好的扼制。

RO4350B最吸引人的是其特別好的高頻性能，它不止在寬頻段內(nèi)具備牢穩(wěn)的介電常數(shù)，并且具備極低的傷耗系數(shù)，完全可以對付24GHz微波雷達(dá)對接收天線增益和微波傳道輸送傷耗的預(yù)設(shè)需要，是業(yè)界最具競爭力的低傷耗高頻板料。這個之外，Rogers企業(yè)為工程師供給了精準(zhǔn)的微帶線預(yù)設(shè)工具和數(shù)量多實(shí)測應(yīng)用數(shù)值，這要得預(yù)設(shè)周期能夠大幅縮減，作者普通經(jīng)過兩個版本迭代就可以滿意預(yù)設(shè)指標(biāo)。