一种广域覆盖毫米波雷达收发系统

技术领域

本发明涉及毫米波雷达技术领域，更具体地，涉及一种广域覆盖毫米波雷达收发系统。

背景技术

目前实现广域覆盖毫米波雷达技术方案有很多种，但都存在各种各样的问题所在，例如1、现有技术平板阵列天线角度小，半功率角度宽度一般80度左右，无法实现更大角度的覆盖。2、通过结构上进行调整，实现特定区域角度覆盖，但物料成本高且一致性无法控制。3、现有宽波束天线结构复杂，加工精度要求高；法线增益变小，正前方覆盖距离变短；同时无法根据需要可以实现俯仰方向角度设计。4、在大覆盖区域，现有宽波束天线简单系统无法定位目标位置信息

因此，现在亟需一种新的雷达收发系统来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种广域覆盖毫米波雷达收发系统，包括：

第一天线阵列、第二天线阵列、毫米波电路单元、ADC电路单元以及信号处理单元，所述第一天线阵列的左右两半相位相差180°，所述第二天线阵列的左右两半相位相差0°，其中：

所述第一天线阵列包括第一接收天线和第一发射天线，所述第二天线阵列包括第二接收天线和第二发射天线，所述毫米波电路单元的输入端连接所述第一天线阵列和第二天线阵列，所述毫米波电路单元的输出端连接所述ADC电路单元，所述ADC电路单元连接所述信号处理单元。

其中，所述ADC电路单元用于采集数据并将所述数据传输至所述信号处理单元。

其中，所述信号处理单元用于对所述数据进行信号分析，实现雷达覆盖区域的目标检测。

其中，所述信号处理单元还用于根据所述广域覆盖毫米波雷达收发系统的信号强度差异，在覆盖区域识别目标位置信息。

其中，所述广域覆盖毫米波雷达收发系统的合成水平方向覆盖最高达到140°，法线增益增强3dB。

本发明实施例提供的一种广域覆盖毫米波雷达收发系统，采用和差天线原理，在雷达收发系统上实现和、差波束天线合成，可有效扩展大角度毫米波覆盖的雷达系统，解决毫米波雷达产品在应用时覆盖角度较窄的问题，雷达正前方天线法线增益强，有效改善雷达正前方覆盖距离。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种广域覆盖毫米波雷达收发系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的广域覆盖毫米波雷达收发系统模块结构示意图；

图3是本发明实施例提供的运行流程图；

图4是本发明实施例提供的雷达收发系统第一天线阵列水平覆盖方向图；

图5是本发明实施例提供的雷达收发系统第二天线阵列水平覆盖方向图；

图6是本发明实施例提供的雷达收发系统合成水平覆盖方向图；

图7是本发明实施例提供的雷达收发系统覆盖方向图与现有技术天线水平方向图对比；

图8是发明实施例提供的雷达系统识别目标位置区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明实施例提供的一种广域覆盖毫米波雷达收发系统结构示意图，如图1所示，包括：

第一天线阵列、第二天线阵列、毫米波电路单元、ADC电路单元以及信号处理单元，所述第一天线阵列的左右两半相位相差180°，所述第二天线阵列的左右两半相位相差0°，其中：

所述第一天线阵列包括第一接收天线和第一发射天线，所述第二天线阵列包括第二接收天线和第二发射天线，所述毫米波电路单元的输入端连接所述第一天线阵列和第二天线阵列，所述毫米波电路单元的输出端连接所述ADC电路单元，所述ADC电路单元连接所述信号处理单元。

其中，101是本发明实施例的第一接收天线，102是本发明实施例的第二接收天线，103是本发明实施例的第二发射天线，104是本发明实施例的第一发射天线，105是本发明实施例的雷达收发系统毫米波电路单元，106是本发明实施例的ADC电路单元，107是本发明实施例的信号处理单元。

图2是本发明实施例提供的广域覆盖毫米波雷达收发系统模块结构示意图，如图2所示，本发明所提供的毫米波电路单元、ADC电路单元、信号处理单元实际上都是具有独立结构的芯片版组合而成，结合图1对比可以清楚表示各个单元之间的连接关系，本发明在此不再赘述。

图3是本发明实施例提供的运行流程图，如图3所示，本发明实施例提供的毫米波雷达收发系统在完成上电后即开始正常工作，毫米波工作频率77GHz；雷达收发系统的第一天线阵列采用相位相差180度设计，实现水平方向左右大范围覆盖；雷达收发系统的第二天线阵列相位相差0度，系统法线增益变强，实现增大正前方的覆盖距离。

综上所述，本本发明实施例采用和差天线原理，在雷达收发系统上实现和、差波束天线合成，可有效扩展大角度毫米波覆盖的雷达系统，解决毫米波雷达产品在应用时覆盖角度较窄的问题，雷达正前方天线法线增益强，有效改善雷达正前方覆盖距离。

在上述实施例的基础上，所述ADC电路单元用于采集数据并将所述数据传输至所述信号处理单元。

可以理解的是，参照图3所示，当首发系统的ADC电路单元采集到中频信号后，会将该中频信号发送到信号处理单元进行处理。

在上述实施例的基础上，所述信号处理单元用于对所述数据进行信号分析，实现雷达覆盖区域的目标检测。

在上述实施例的基础上，所述信号处理单元还用于根据所述广域覆盖毫米波雷达收发系统的信号强度差异，在覆盖区域识别目标位置信息。可以理解的是，参照图2所示，信号处理单元对中频信号进行分析，通过信号强度的强弱来检测目标。若A(IF1)>A(IF2)，则在区域1检测目标，若A(IF1)

从而本发明实施例能够根据收发系统的信号强度差异，识别目标在区域一和区域二位置信息。

在上述实施例的基础上，所述广域覆盖毫米波雷达收发系统的合成水平方向覆盖最高达到140°，法线增益增强3dB。

需要说明的是，收发天线系统合成水平方向覆盖可达140度；系统法线增益增强3dB，正前方覆盖距离增加，同时可以通过调整雷达收发系统信号强度门限，可实现更大范围的角度覆盖。

本发明实施例为了验证毫米波雷达收发系统的性能，进行了仿真实验，实验结果如图4-7所示，图4是本发明实施例提供的雷达收发系统第一天线阵列水平覆盖方向图；图5是本发明实施例提供的雷达收发系统第二天线阵列水平覆盖方向图；图6是本发明实施例提供的雷达收发系统合成水平覆盖方向图；图7是本发明实施例提供的雷达收发系统覆盖方向图与现有技术天线水平方向图对比，____是本发明雷达系统覆盖方向图，----是现有技术天线水平方向图；图8是发明实施例提供的雷达系统识别目标位置区域。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。