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1、(10)申请公布号 CN 102820528 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 0 5 2 8 A *CN102820528A* (21)申请号 201210268852.X (22)申请日 2012.07.31 H01Q 1/36(2006.01) H01Q 1/42(2006.01) H01Q 15/00(2006.01) H01Q 19/00(2006.01) H01Q 1/12(2006.01) H01Q 21/29(2006.01) G01S 7/28(2006.01) (71)申请人深圳光启创新技术有限公司 地址 518034 广东省深圳市福。
2、田区香梅路 1061号中投国际商务中心A栋18B (72)发明人刘若鹏 季春霖 岳玉涛 (54) 发明名称 一种雷达天线以及雷达系统 (57) 摘要 本发明提供了一种雷达天线，该雷达天线包 括：馈源、桶状超材料以及底座，所述桶状超材料 一端固定于所述底座上，所述馈源为至少一个三 角形线源，且位于所述桶状超材料中。本发明所述 雷达天线采用桶状超材料来调制电磁波束以及采 用三角形线源作为馈源，使得雷达天线具有较窄 的波瓣宽度，方向性很强，从而使得雷达天线的能 够辐射较大的观测距离，提高了雷达的测向精度 以及分辨力，同时，采用了天线罩和天线一体化设 计，使得天线结构更加简单，加工更容易，节约了 成本。
3、，也使得天线更小型化。本发明还提供了一种 雷达天线系统。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 7 页 1/2页 2 1.一种雷达天线，其特征在于，所述雷达天线包括：馈源和桶状超材料，所述馈源包括 至少一个三角形线源。 2.根据权利要求1所述的一种雷达天线，其特征在于，所述雷达天线还包括一顶棚和 一底座，所述桶状超材料的一端固定于所述底座上，所述顶棚与所述桶状超材料的另一端 固定连接。 3.根据权利要求1所述的一种雷达天线，其特征在于，所述桶状超材料由多个相同的 曲面状。
4、超材料相互连接组成。 4.根据权利要求3所述的一种雷达天线，其特征在于，所述曲面状超材料包括超材料 核心层以及位于所述超材料核心层两侧的玻璃钢。 5.根据权利要求4所述的一种雷达天线，其特征在于，所述超材料核心层包括介质基 板以及在所述介质基板表面上的人造微结构。 6.根据权利要求5所述的一种雷达天线，其特征在于，以所述超材料核心层的高度方 向建立Y轴，其中，所述超材料核心层高度的一半处为y0，则所述人造微结构的几何尺寸 的排布规律为：所述超材料核心层内的人造微结构的几何尺寸以y0对称分布，且坐标值 相同处具有相同的人造微结构尺寸。 7.根据权利要求6所述的一种雷达天线，其特征在于，在Y轴坐标。
5、为正的超材料核心层 部分，以所述人造微结构的几何尺寸可分为一段或者多段区域，在每段区域内，随着坐标值 的增大人造微结构的几何尺寸逐渐减小，相连两段区域，处于坐标值小的区域内的人造微 结构的最小几何尺寸小于坐标值大的区域内的人造微结构的最大几何尺寸。 8.根据权利要求5所述的一种雷达天线，其特征在于，所述人造微结构为由铜线或银 线构成的金属微结构，所述金属微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法 分别附着在所述介质基板上。 9.根据权利要求8所述的一种雷达天线，其特征在于，所述金属微结构呈平面雪花状， 所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金 。
6、属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金 属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个 第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分 支与第二金属分支的长度相等。 10.根据权利要求9所述的一种雷达天线，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构 的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应 的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第二金属分支的端点相连。 11.根据权利要求9所述的一种雷达天线，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构 的第一金属线与第二金属线。
7、均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于 第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。 12.根据权利要求1所述的一种雷达天线，其特征在于，所述馈源包括多个三角形线 源，所述多个三角形线源相互平行排列且相同。 13.根据权利要求1或者12所述的一种雷达天线，其特征在于，所述三角形线源为等边 三角形线源。 14.根据权利要求1或者12所述的一种雷达天线，其特征在于，所述三角形线源为三角 权 利 要 求 书CN 102820528 A 2/2页 3 形微带阵线源。 15.根据权利要求1或者12所述的一种雷达天线，其特征在于，所述三角形线源为三角 形相控阵线。
8、源。 16.一种雷达系统，所述雷达系统包括：天线、发射机、接收机、信号处理机以及终端设 备，在信号发射时，所述天线与所述发射机接通；在接收信号时，所述天线与所述接收机接 通，信号经过所述接收机高频放大、混频、中频放大、检波、视频放大等处理后进入所述信号 处理机，经过信号处理机消除杂波、回波等处理后进入终端设备，其特征在于，所述天线为 权利要求1至15任意一项所述的雷达天线。 权 利 要 求 书CN 102820528 A 1/7页 4 一种雷达天线以及雷达系统 技术领域 0001 本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种雷达天线以及雷达系统。 背景技术 0002 雷达反射面天线的作用是把发射(。
9、接收)的能量及其伴随的波形辐射到(耦合 自)自由空间。发射模式下，天线把来自发射机的导波辐射到自由空间，并把一般能量聚集 在一定的角域或波束宽度内。接收状态下，反射面天线的工作则恰好相反，它从一定角域内 接收雷达目标反射回来的能量(即回波)。这些回波然后转换成导波并在雷达接收机内加 以放大和随后进行处理。 0003 通常情况下，雷达反射面天线必须设计成能使波束扫描整个视场，扫描方式通常 是采用机械扫描方式。因此反射面天线有以下几个重要功能： 0004 (1)把来自发射机的导波转换成辐射波(接收时则相反)； 0005 (2)将辐射能量集中或者束缚在具有特定增益和波瓣宽度的定向波束中； 0006 。
10、(3)收集雷达目标散射的反射能量； 0007 (4)通过机械扫描方式实现波束扫描。 0008 机械扫描方式通常是利用整个天线系统或者其中某一部分的机械运动来实现波 束扫描的。如环视雷达、跟踪雷达，通常采用整个天线系统转动的方法。一般采用馈源不动， 反射体相对于馈源往复运动实现波束扇扫，或者反射体不动，馈源左右摆动实现波束扇扫。 0009 机械性扫描方式的优点是简单。但是其主要缺点就是机械运动惯性大，扫描速度 不高，近年来快速目标、洲际导弹、人造卫星等的出现，要求雷达采用高增益极窄波束，因此 天线口径面往往做的非常庞大，再加上要去扫描的速率很高，用机械扫描方式实现波束扫 描无法得到满足。 001。
11、0 除此之外，大型曲面反射面雷达天线整体转动进行方位面扫描时，通常还需要在 外部再加上一个大壳作为天线罩，用以保护雷达天线系统。由于天线庞大，且天线罩与雷达 天线并没有一体化，所以需要制造出电气性能非常好的大型天线罩，需要消耗更多的成本， 也给运输造成很大的麻烦，其采用天线罩会对雷达天线的增益、波瓣宽度、方向性等造成影 响。 发明内容 0011 本发明要解决的技术问题是提供一种天线罩和雷达天线一体化的雷达天线，这种 雷达天线具有增益高、波束窄等优点，能够满足对快速运动目标扫描的需求。 0012 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案： 0013 构造一种雷达天线，其特征在于，所述雷达天线包括。
12、：馈源，用于将高频交流电转 换为电磁波，还用于将空间传播的电磁波转换成高频交流电；桶状超材料，用于调制所述馈 源产生的或者从空间接收的电磁波波束；以及底座，所述桶状超材料一端固定于所述底座 上，所述馈源包括至少一个三角形线源。 说 明 书CN 102820528 A 2/7页 5 0014 进一步地，所述雷达天线还包括一顶棚，所述顶棚与所述桶状超材料的另一端固 定连接。 0015 进一步地，所述桶状超材料由多个相同的曲面状超材料相互连接组成。 0016 进一步地，所述曲面状超材料包括超材料核心层以及位于所述超材料核心层两侧 的玻璃钢。 0017 进一步地，所述超材料核心层包括介质基板以及在所述。
13、介质基板表面上的人造微 结构。 0018 进一步地，以所述超材料核心层的高度方向作为Y轴，其中，所述超材料核心层高 度的一半处为y0，则所述人造微结构的几何尺寸的排布规律为：所述超材料核心层内的 人造微结构的几何尺寸以y0对称分布，且坐标值相同处具有相同的人造微结构尺寸。 0019 进一步地，在Y轴坐标为正的超材料核心层部分，以所述人造微结构的几何尺寸 可分为一段或者多段区域，在每段区域内，随着坐标值的增大人造微结构的几何尺寸逐渐 减小，相连两段区域，处于坐标值小的区域内的人造微结构的最小几何尺寸小于坐标值大 的区域内的人造微结构的最大几何尺寸。 0020 进一步地，所述人造微结构为由铜线或银。
14、线构成的金属微结构，所述金属微结构 通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法分别附着在所述介质基板上。 0021 进一步地，所述金属微结构呈平面雪花状，所述金属微结构具有相互垂直平分的 第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两 端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的 中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端 连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。 0022 进一步地，所述平面雪花状的金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分 支的两端。
15、还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属 分支及第二金属分支的端点相连。 0023 进一步地，所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两 个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向 任意方向旋转90度的图形都与原图重合。 0024 进一步地，所述馈源包括多个三角形线源，所述多个三角形线源相互平行排列且 相同。 0025 进一步地，所述三角形线源为由三个长度相同线源组成的等边三角形线源。 0026 进一步地，所述三角形线源为三角形微带阵线源。 0027 进一步地，所述三角形线源为三角形相控阵线源。 0028 进一。
16、步地，所述底座为桁架结构。 0029 实施本发明所述的新型雷达天线具有以下有益效果： 0030 (1)本发明所述雷达天线通过采用桶状超材料来调制电磁波束以及采用一个或者 多个三角形线源作为雷达天线的馈源，使得雷达天线具有较窄的波瓣宽度，方向性很强，从 而使得雷达天线的能够辐射较大的观测距离，提高了雷达的测向精度以及分辨力。 0031 (2)本发明所述雷达天线采用三角形线源对雷达天线的波束进行扫描，使得雷达 天线能够满足对快速运动物体的扫描需求。 说 明 书CN 102820528 A 3/7页 6 0032 (3)本发明所述雷达采用天线罩和天线一体化设计，使得天线结构更加简单，加工 更容易，节。
17、约了成本，也使得天线更小型化，也避免了天线罩对雷达天线的增益、波瓣宽度、 方向性等造成的影响。 0033 (4)本发明通过三角形馈源使得雷达天线在方位面使用三根长条形线源形成等边 三角形线源阵，每根覆盖+-60的扫描范围，完成整个方位面的无缝覆盖。 0034 (5)本发明通过设计桶状超材料内部的人造微结构的几何尺寸的排布规律，以压 窄雷达垂直面波束，使得雷达天线具有较高的增益。 0035 另外，本发明还提供了一种雷达系统，该雷达系统包括：天线、发射机、接收机、信 号处理机以及终端设备，在信号发射时，所述天线与所述发射机接通；在接收信号时，所述 天线与所述接收机接通，信号经过所述接收机高频放大、。
18、混频、中频放大、检波、视频放大等 处理后进入所述信号处理机，经过信号处理机消除杂波、回波等处理后进入终端设备，所述 天线为上面所述的雷达天线。 附图说明 0036 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，附图中： 0037 图1为本发明所述雷达天线的结构示意图； 0038 图2为本发明所述雷达天线的剖面图； 0039 图3为本发明实施例1所述微带阵线源结构示意图； 0040 图4为本发明实施例1所述微带阵线源结构示意图； 0041 图5为本发明实施例2所述辐射单元串联连接的结构示意图； 0042 图6为本发明实施例2所述辐射单元并联连接的结构示意图； 0043 图7是本发明所述辐射单元。
19、的结构示意图； 0044 图8是本发明所述曲面状超材料的结构示意图； 0045 图9是本发明的核心层其中一个超材料单元的示意图； 0046 图10是本发明的平面雪花状的金属微结构的示意图； 0047 图11是图8所示的平面雪花状的金属微结构的一种衍生结构； 0048 图12是图8所示的平面雪花状的金属微结构的一种变形结构； 0049 图13是平面雪花状的金属微结构的拓扑形状的演变的第一阶段； 0050 图14是平面雪花状的金属微结构的拓扑形状的演变的第二阶段； 0051 图15为本发明实施例3的结构示意图。 具体实施方式 0052 实施例1 0053 如图1和图2所示，根据本发明一种雷达天线，。
20、所述雷达天线包括：馈源、桶状超材 料20、底座30、顶棚40，其中，馈源与一固定杆50固定在一起，该固定杆50的一端与底座 30固定在一起，本实施例中，顶棚40与桶状超材料20的上端连接在一起，二者可以采用螺 丝的方式连接在一起，也可以采用胶，粘结在一起，而桶状超材料20的下端与底座30固定 连接在一起，它们也可以采用上述连接方式，但是不局限于此；本实施例中，底座30优选为 桁架结构，采用这样的结构不仅能够有效地增加底座的强度，还能减轻底座的重量，方便运 说 明 书CN 102820528 A 4/7页 7 送和安装。本实施例中，桶状超材料20的直径为0.6m，高度为0.3m；顶棚40的尺寸为。
21、底面 直径0.6m，高度为0.15m。本发明采用了天线罩和天线一体化(桶状超材料20和顶棚40 可以充当天线罩，还有保护天线的功能)设计，使得天线结构更加简单，加工更容易，节约 了成本，也使得天线更小型化，同时也避免了增加天线罩对雷达天线的增益、波瓣宽度、方 向性等造成影响。 0054 本发明中，馈源为至少一个三角形线源，该三角形线源为由三条长度相同的线源 组成的三角形线源，当馈源为一个三角形线源时，该三角形线源的三条边上各有一根连接 杆11，所述连接杆11与所述固定杆50固定连接；当馈源为多个(即两个或者两个以上)三 角形线源时，该多个三角形线源相互平行排列且相同，每个三角形线源采用上述同一。
22、种方 式(但是不局限于此)与固定杆50固定连接，即多个三角形线源固定在固定杆50上，它们 上下之间相互平行排列，且每个三角形线源的大小、尺寸等都一样。 0055 在本实施例中，馈源采用一个三角形微带阵线源，该三角形微带阵线源为由三条 长度相同(即为正三角形)的微带阵线源10组成的三角形微带阵线源，且与上述固定杆50 固定在一起。本发明雷达天线采用微带阵线源对雷达天线的波束进行扫描，使得雷达天线 能够满足对快速运动物体的扫描需求，且其中三角形微带阵线源的每一变长线源的扫描角 度为+-60，使得该雷达天线进行全向无缝隙扫描。 0056 如图3和图4所示，本发明采用的微带阵线源10包括：多个贴片10。
23、2、与多个贴片 相连接的同轴线(图中没有画出)、电介质基片101以及接地板103，本实施例中，在电介质 基片101上表面分布着多个相同且等间距的贴片102，且贴片102是金属贴片，一般优选铜。 电介质基片101的下表面附着有接地板103。其中，电介质基片101可以采用的材料为PS、 聚四氟乙烯等。 0057 本发明中，金属贴片的形状、尺寸以及间距与电磁波的频率有关，可以根据实际需 要对金属贴片的形状，尺寸以及相互间的距离进行设计，如图3和图4所示，微带阵线源10 的上表面分布着10个相同的铜片，且呈直线排列。 0058 本发明所述桶状超材料20由多个曲面状超材料相互连接组成，如图8所示，曲面 。
24、状超材料包括超材料核心层202以及位于所述超材料核心层202两侧的玻璃钢201。采用 玻璃钢夹心超材料核心层202能使桶状超材料20具有较强的硬度。本实施例中，桶状超材 料20由8片相同的曲面状超材料组成，每片曲面状超材料半径为0.3m，高度为0.6m，厚度 为0.008m，其中玻璃钢201的厚度为0.003m，超材料核心层202的厚度为0.002m。 0059 上述超材料核心层202包括介质基板以及在所述介质基板表面上的人造微结构。 本发明中通过调节人造微结构的几何尺寸的排布规律以达到对雷达波束进行调制，且调制 到实际所需要的结果，以所述超材料核心层的高度方向作为Y轴，其中，所述超材料核心层。
25、 高度的一半处为y0，则所述人造微结构的几何尺寸的排布规律为：所述超材料核心层内 的人造微结构的几何尺寸以y0对称分布，且坐标值相同处具有相同的人造微结构尺寸。 0060 其中，在Y轴坐标为正的超材料核心层部分，以所述人造微结构的几何尺寸可分 为一段或者多段区域，在每段区域内，随着坐标值的增大人造微结构的几何尺寸逐渐减小， 相连两段区域，处于坐标值小的区域内的人造微结构的最小几何尺寸小于坐标值大的区域 内的人造微结构的最大几何尺寸。在Y轴坐标为负的超材料核心层部分，同样以所述人造 微结构的几何尺寸可分为一段或者多段区域，在每段区域内，随着坐标值的减小人造微结 说 明 书CN 102820528。
26、 A 5/7页 8 构的几何尺寸逐渐减小，相连两段区域，处于坐标值大的区域内的人造微结构的最小几何 尺寸小于坐标值小的区域内的人造微结构的最大几何尺寸。 0061 本发明中，所述人造微结构为由铜线或银线构成的金属微结构，所述金属微结构 通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法分别附着在所述介质基板上。优选地， 所述人造微结构为图10所示的平面雪花状的金属微结构通过拓扑形状演变得到的多个不 同的拓扑形状的金属微结构。 0062 本发明中，超材料核心层202可以通过如下方法得到，即在介质基板的表面上覆 铜，再通过蚀刻的方法得到多个金属微结构(多个金属微结构的形状与其在基板上的排布 事先通过。
27、计算机仿真获得)。 0063 本发明中，所述介质基板由陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材 料等制得。高分子材料可选用的有F4B复合材料、FR-4复合材料、PS(聚苯乙烯)等。 0064 图10所示为平面雪花状的金属微结构的示意图，所述的雪花状的金属微结构具 有相互垂直平分的第一金属线J1及第二金属线J2，所述第一金属线J1与第二金属线J2的 长度相同，所述第一金属线J1两端连接有相同长度的两个第一金属分支F1，所述第一金属 线J1两端连接在两个第一金属分支F1的中点上，所述第二金属线J2两端连接有相同长度 的两个第二金属分支F2，所述第二金属线J2两端连接在两个第二金属分支F2的。
28、中点上，所 述第一金属分支F1与第二金属分支F2的长度相等。 0065 图11是图10所示的平面雪花状的金属微结构的一种衍生结构。其在每个第一金 属分支F1及每个第二金属分支F2的两端均连接有完全相同的第三金属分支F3，并且相应 的第三金属分支F3的中点分别与第一金属分支F1及第二金属分支F2的端点相连。依此 类推，本发明还可以衍生出其它形式的金属微结构。 0066 图12是图10所示的平面雪花状的金属微结构的一种变形结构，此种结构的金属 微结构，第一金属线J1与第二金属线J2不是直线，而是弯折线，第一金属线J1与第二金属 线J2均设置有两个弯折部WZ，但是第一金属线J1与第二金属线J2仍然是。
29、垂直平分，通过 设置弯折部的朝向与弯折部在第一金属线与第二金属线上的相对位置，使得金属微结构绕 垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。 另外，还可以有其它变形，例如，第一金属线J1与第二金属线J2均设置多个弯折部WZ。 0067 本发明中，所述超材料核心层202可以划分为阵列排布的多个如图9所示的超材 料单元D，每个超材料单元D包括基板单元U及附着在基板单元U上的人造微结构6，通常 超材料单元D的长宽高均不大于五分之一波长，优选为十分之一波长，因此，根据天线的工 作频率可以确定超材料单元D的尺寸。如图9所示，所述人造微结构附着在基板单元U的 SR表面。 。
30、0068 本发明中，超材料核心层202的结构设计可通过计算机仿真(CST仿真)得到，具 体如下： 0069 (1)确定金属微结构的附着介质基板。例如介电常数为2.7的介质基板，介质基板 的材料可以是FR-4、F4b或PS。 0070 (2)确定超材料单元的尺寸。超材料单元的尺寸的尺寸由天线的中心频率得到，利 用频率得到其波长，再取小于波长的五分之一的一个数值做为超材料单元D的长度CD与宽 度KD。例如，对应于11.95G的中心频率，所述超材料单元D可以为如图9所示的长CD与宽 说 明 书CN 102820528 A 6/7页 9 KD均为2.8mm、厚度HD为1.036mm的方形小板。 007。
31、1 (3)确定金属微结构的材料及拓扑结构。本发明中，金属微结构的材料为铜，金属 微结构的拓扑结构为图10所示的平面雪花状的金属微结构，其线宽W各处一致；此处的拓 扑结构，是指拓扑形状演变的基本形状。 0072 (4)确定金属微结构的拓扑形状参数。如图10所示，本发明中，平面雪花状的金 属微结构的拓扑形状参数包括金属微结构的线宽W，第一金属线J1的长度a，第一金属分支 F1的长度b。 0073 (5)确定金属微结构的拓扑形状的演变限制条件。本发明中，金属微结构的拓扑形 状的演变限制条件有，金属微结构之间的最小间距WL(即如图10所示，金属微结构与超材 料单元的长边或宽边的距离为WL/2)，金属微。
32、结构的线宽W，超材料单元的尺寸；由于加工 工艺限制，WL大于等于0.1mm，同样，线宽W也是要大于等于0.1mm。第一次仿真时，WL可以 取0.1mm，W可以取0.3mm，超材料单元的尺寸为长与宽为2.8mm，厚度为1.018mm，此时金属 微结构的拓扑形状参数只有a和b两个变量。金属微结构的拓扑形状通过如图13至图14 所示的演变方式，对应于某一特定频率(例如11.95GHZ)，可以得到一个连续的折射率变化 范围。 0074 具体地，所述金属微结构的拓扑形状的演变包括两个阶段(拓扑形状演变的基本 形状为图9所示的金属微结构)： 0075 第一阶段：根据演变限制条件，在b值保持不变的情况下，将。
33、a值从最小值变化到 最大值，此演变过程中的金属微结构均为“十”字形(a取最小值时除外)。本实施例中，a 的最小值即为0.3mm(线宽W)，a的最大值为(CD-WL)。因此，在第一阶段中，金属微结构的 拓扑形状的演变如图13所示，即从边长为W的正方形JX1，逐渐演变成最大的“十”字形拓 扑形状JD1。在第一阶段中，随着金属微结构的拓扑形状的演变，与其对应的超材料单元的 折射率连续增大(对应天线一特定频率)。 0076 第二阶段：根据演变限制条件，当a增加到最大值时，a保持不变；此时，将b从最 小值连续增加到最大值，此演变过程中的金属微结构均为平面雪花状。本实施例中，b的最 小值即为0.3mm，b。
34、的最大值为(CD-WL-2W)。因此，在第二阶段中，金属微结构的拓扑形状 的演变如图14所示，即从最大的“十”字形拓扑形状JD1，逐渐演变成最大的平面雪花状的 拓扑形状JD2，此处的最大的平面雪花状的拓扑形状JD2是指，第一金属分支J1与第二金 属分支J2的长度b已经不能再伸长，否则第一金属分支与第二金属分支将发生相交。在第 二阶段中，随着金属微结构的拓扑形状的演变，与其对应的超材料单元的折射率连续增大 (对应天线一特定频率)。 0077 通过上面演变得到设计所需的超材料单元后就得到了本发明的桶状超材料20。该 桶状超材料20用来调制从馈源发出的电磁波波束，使得雷达天线具有较窄的波瓣宽度，方 。
35、向性很强，从而使得雷达天线的能够辐射较大的观测距离，提高了雷达的测向精度以及分 辨力。 0078 实施例2 0079 本实施例中，馈源采用一个三角形相控阵线源，该三角形相控阵线源为由三条长 度相同的相控阵线源10组成的三角形相控阵线源，且与上述固定杆50固定在一起。本发 明雷达天线相控阵线源电扫描对雷达天线的波束进行扫描，使得雷达天线能够满足对快速 说 明 书CN 102820528 A 7/7页 10 运动物体的扫描需求，且其中三角形相控阵线源的每一变长线源的扫描角度为+-60，使 得该雷达天线进行全向无缝隙扫描。 0080 如图5至图7所示，本发明采用的每一相控阵线源10包括：多个辐射单元。
36、101以 及与所述多个辐射单元101分别相连的多个移相器102。如图5所示为多个辐射单元101 与各自的移相器102连接后，进行串联连接，并且通过这种连接方式进行馈电；如图6所示 为多个辐射单元101与各自的移相器102连接后，进行并联连接，并且也通过这种并联连接 方式进行馈电。 0081 本实施例中，所述多个辐射单元101呈直线的排列在一起，它们相互之间相距相 同距离，其为相同的辐射单元，所述辐射单元101可以为喇叭天线、贴片天线或者振子，可 以根据实际需要而定，本实施例中，优选采用贴片天线为辐射单元。本实施例中，贴片天线 均为金属贴片，一般优选铜，铜贴片的形状和间距由电磁波的频率有关，可以。
37、根据实际需要 对铜贴片的形状，尺寸以及相互间的距离进行设计，三角形相控阵线源的上分布着多个相 同的铜贴片，例如，三角形相控阵线源的上分布着18个相同的铜贴片，串联连接方式时，排 列方式为18个铜贴片分别与一个移相器相连接后并列排在三角形上，相互之间等间距，且 它们依次连接后再通过馈线与外围的信号收发机连接；并联连接方式时，同样18个铜片分 别与一个移相器相连接后并列排成一条直线，且将这18个铜片分成三组，一组为6个铜片， 每组铜片并联连接，最后三组铜片再并联连接后再与外围的信号收发机连接，其中每组内 之间的相互距离与组之间的相互距离相等。其他的与实施例1一样，在此不再赘述。 0082 实施例3。
38、 0083 如图15所示，为本发明另一实施例一种雷达天线的结构示意图，该实施例的与前 面实施例不同点在于采用了两个或者两个以上的三角形相控阵线源或者三角形微带阵线 源，这样就可以形成双波束或多波束。如图15所示，优选两个三角形相控阵线源，且该两个 三角形相控阵线源完全相同且相互平行，其中心均与上述的固定杆50固定在一起，且通过 多个三角形相控阵线源电扫描对电磁波波束进行扫描。其他的均与前面实施例相同，在此 不再赘述。 0084 另外，本发明还提供了一种雷达系统，该雷达系统包括：天线、发射机、接收机、信 号处理机以及终端设备，在信号发射时，所述天线与所述发射机接通；在接收信号时，所述 天线与所述。
39、接收机接通，信号经过所述接收机高频放大、混频、中频放大、检波、视频放大等 处理后进入所述信号处理机，经过信号处理机消除杂波、回波等处理后进入终端设备，所述 天线为上面所述的雷达天线。 0085 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多 形式，这些均属于本发明的保护之内。 说 明 书CN 102820528 A 10 1/7页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102820528 A 11 2/7页 12 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102820528 A 12 3/7页 13 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102820528 A 13 4/7页 14 图8 图9 说 明 书 附 图CN 102820528 A 14 5/7页 15 图10 图11 说 明 书 附 图CN 102820528 A 15 6/7页 16 图12 图13 图14 说 明 书 附 图CN 102820528 A 16 7/7页 17 图15 说 明 书 附 图CN 102820528 A 17 。