精准源于毫米之间:计为80GHz雷达物位计的天线与耦合器技术解析

  在智能制造与高端测控场景日益复杂的当下,物位测量技术不断向更高频率、更强穿透、更高精度演进。其中,以80GHz为代表的毫米波雷达物位计正逐步成为主流。然而,频率的跃升不仅意味着参数的变化,更是一场核心器件层级的革新
  计为坚持自主研发,围绕80GHz雷达物位计,聚焦微带天线与3dB定向耦合器两大关键部件,构建起雷达测量性能的硬核基座。

精准源于毫米之间:计为80GHz雷达物位计的天线与耦合器技术解析
微带天线的工作原理图

微带天线:毫米波雷达的“眼睛”

  天线是雷达的能量发射与回波接收中心,直接决定了波束的方向性、聚焦能力与抗干扰性。传统喇叭或棒状天线在低频段下可满足基本需求,但在80GHz频段下,其体积、工艺、灵活性存在显著限制。

  计为选择基于贴片结构的微带天线作为核心方案,通过在介质基片上构建精密的导体贴片,实现平面化、轻量化、可集成化的天线系统。其主要优势包括:

  • 小波束角:实现更集中的能量投射,适用于狭长容器或高干扰场合;
  • 高增益、低驻波比:优化能量效率,提高雷达回波的有效性;
  • 良好的一致性与可重复性:便于批量制造,确保产品稳定输出。

  微带天线的设计过程需要经历严格的电磁仿真分析(如HFSS、CST),在导体贴片形状、尺寸、馈电方式、基片介电常数等多维参数中反复迭代,确保其在76~81GHz的FMCW工作带宽内实现高效辐射与精准接收


3dB定向耦合器:毫米波能量的调度器

  如果说微带天线是雷达的“眼睛”,那么3dB定向耦合器则是它的“大脑神经中枢”,负责控制信号的传输路径、相位分布和能量分配。

  计为采用双分支耦合结构设计四端口3dB定向耦合器,具备以下关键特性:

  • 等功率分配:输入信号被准确地分配到两个输出端口,确保发射与接收路径能量均衡;
  • 90°相位差控制:保障雷达系统的信号同步与频移精度;
  • 低插入损耗与高隔离度:提升信号完整性,增强抗干扰能力;
  • 超宽工作带宽:确保整个毫米波频段下的有效响应。

  整个器件从建模、仿真(S参数提取、耦合效率分析)、加工打样,到矢量网络分析仪实测,构成一套完整的工程闭环,确保其在雷达系统中承担高频高速信号传输任务的可靠性。

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微带天线仿真电场图

自主设计的意义:技术壁垒不是外购组件能填补的

  目前,国内不少雷达物位计厂商依赖外购天线模块或雷达SoC整合方案,虽能实现基本功能,但难以突破极端工况适应能力、响应精度、波束优化、成本控制等方面的瓶颈。

  计为的研发思路正相反:从核心器件出发,基于对工业工况与测控需求的深刻理解,构建从电磁设计 → 信号处理架构 → 工艺制造 → 可靠性验证的全链路研发体系。

  这种自主化,不仅打破了高频雷达天线与耦合器的技术壁垒,也让计为80GHz雷达具备:

  • 更强穿透能力:适用于粉尘浓度大、搅拌强烈、介电常数低的场景;
  • 更小盲区:适应精细液位与物位测量需求;
  • 更短响应延时:助力智能化自动控制系统的快速闭环;
  • 更高稳定性与一致性:适合大批量项目部署与OEM集成。
精准源于毫米之间:计为80GHz雷达物位计的天线与耦合器技术解析
自主创新引领突破,计为80GHz雷达核心优势体现

实战验证:技术落地带来市场突破

  目前,计为80GHz雷达系列已在多个高粉尘、强腐蚀、复杂工艺现场中稳定运行,成功实现对进口品牌如VEGA、E+H的替代,赢得来自化工、冶金、环保、能源等领域客户的广泛认可。
关键优势不在于“参数更好看”,而在于——毫米之间,做到了技术的极致打磨


结语

  80GHz毫米波雷达的竞争,不在外观,不在广告,而在于谁能真正掌握微波电磁系统核心器件的设计与调控能力。

  计为以微带天线和3dB耦合器为突破口,从毫米之间实现雷达性能的跃升,正在推动国产高端雷达测控技术走向新高度。

  技术,不止于参数表;实力,藏在毫米之间的精密仿真与设计自主。

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