一种用于FOD 检测系统的V 波段波导缝隙阵列天线

李 炎，任 冲，尹琰鑫

（北京宇航系统工程研究所，北京 100076）

0 引言

跑道异物(Foreign Object Debris，FOD)是指出现在机场跑道上对航空器或系统可能造成损害的各种外来物质[1]。典型的FOD 目标有：混凝土沥青碎块、各类金属器件、塑料制品、橡胶碎片、动植物等[2]。跑道上的异物对于飞机等航空器的起飞和降落有极大的安全隐患[3]。传统的机场跑道异物检测方法是人工巡视方法，此方法完全依赖人力，存在检测效率低下及容易漏检等问题[4]。因此FOD 检测设备的发展趋势是一种能够自动探测、定位和上报FOD 信息的机场常设设施[5-7]。到目前为止，世界上主要的机场跑道异物检测和自动识别系统有4 个，分别是Tarsier 系统（英国）、FODFinder 系统（美国）、FODetect 系统（以色列）和IFerret 系统（新加坡）[8]，一些大型机场跑道已经开始尝试异物自动监测系统。上述4 个已经投入使用FOD 异物检测系统功能有一定差异，性能各不相同，但雷达工作的频率都是70～100 GHz 之间[9]。毫米波雷达由于其具有波束窄、分辨率高等优点,非常适合近距离对微小目标的探测[10],因此对V 波段以及更高频段毫米波天线的研究尤为重要。

V 波段以及更高频段毫米波天线由于频率高、波长短、单元数多，对加工精度有很高的要求，现在很多都是采用微带天线形式，微带天线剖面低、成本低，但是由于频率高、单元数目多，微带电路的导体损耗和介质损耗很大，对微带天线一般口面越大辐射效率越低,天线增益大于30 dB 时微带天线的效率只有20%～30%[11]。反射面天线可以具有很低的副瓣和很高的辐射效率[12]，但剖面尺寸过高不便于结构安装。……