使用高收益频率扫描SSPP天线的W波段透墙雷达
Zhenfeng Tian1, Jinling Zhang1, Wang Yan1
1College of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China.
Micromachines
|November 27, 2025
概括
这项研究引入了一种用于穿墙雷达 (TWR) 的新型W频段天线,利用伪造表面等离子极子子进行高效的电子束扫描. 该设计显著提高了增益,并减少了用于实际TWR应用的系统复杂性.
科学领域:
- 电磁和天线 电磁和天线
- 雷达系统工程 雷达系统工程
- 用于射频应用的材料科学
背景情况:
- 传统的透墙雷达 (TWR) 系统通常依赖于大型的机械部件,如旋转器和相位变换器,增加复杂性和成本.
- W频段 (75110 GHz) 提供了高分辨率雷达成像的潜力,但需要专门的天线设计来有效控制光束.
- 伪造的表面等离子极子 (SSPP) 是指导和辐射电磁波的有希望的机制,其频率低于传统的表面等离子,从而使新的天线设计成为可能.
研究的目的:
- 为W波段透墙雷达 (TWR) 应用开发一种高收益,频率控制的光束扫描天线.
- 在正弦调制反应面 (SMRS) 上利用伪造表面等离子体极子子 (SSPP) 来实现无机械部件的高效光束转向.
- 为了证明一个集成的W频段TWR系统的可行性,使用开发的天线进行有效的穿墙成像.
主要方法:
- 设计和制造W波段天线,使用SMRS上的SSPP与准H形金属电池用于光束扫描.
- 整合了一个燃烧结构,以增强天线增益.
- 开发一种车载安装的W频段TWR系统,采用SSPP天线和线性频率调制 (LFM) 进行电子扫描.
主要成果:
- 设计的SSPP天线实现了大约10dB的显著增益增强,这是由于火焰结构.
- 该天线显示了广泛的操作频段 (92.897.6 GHz),反射系数低于-10 dB.
- 实现了4.05°/%的高扫描速率和20.9 dBi的实现增益,以及成功通过墙壁成像达到10米的静止和移动目标.
结论:
- 开发的频率控制束扫描SSPP天线为W频段TWR系统提供了高收益,低复杂性的解决方案.
- 消除机械旋转器和相变器显著降低了系统成本和复杂性.
- 集成的TWR系统展示了有效的透墙成像能力,为先进的监视和侦察应用铺平了道路.
