一种雷达与可移动平台

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种雷达与可移动平台。

背景技术

目前，为了防止可移动平台在运动过程中发生碰撞事故，在可移动平台上均会安装雷达。

对于可移动平台上的雷达而言，其天线数量越多，雷达的分辨率越高，因此，需要在雷达的电路板上尽可能多的布置天线。

然而，目前在雷达的电路板布置上，普遍采用将处理芯片位于电路板的一侧，天线位于电路板的另一侧的方式，该方式造成了电路板区域的大量浪费，无法有效布局更多的天线。

综上，现有技术中在雷达的电路板上布置天线时，造成了电路板面积的大量浪费。

发明内容

本申请的目的在于提供一种雷达与可移动平台，以至少解决现有技术中在雷达的电路板上布置天线时，造成了电路板面积的大量浪费的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种雷达，所述雷达包括：基板；所述基板包括位于中心位置的芯片置放区、及环绕于所述芯片置放区的天线布置区；收发芯片，安装于所述芯片置放区；天线，安装于所述天线布置区，且所述天线与所述收发芯片电连接。

可选地，所述天线布置区包括分别位于所述收发芯片四周的第一天线布置区、第二天线布置区、第三天线布置区以及第四天线布置区，所述天线分布于所述第一天线布置区、所述第二天线布置区、所述第三天线布置区以及所述第四天线布置区内。

可选地，所述第一天线布置区沿水平方向延伸；所述天线包括至少两个远距离发射天线与多个远距离接收天线，所述远距离发射天线与所述远距离接收天线在水平方向上呈直线排布于所述第一天线布置区，且所述多个远距离接收天线位于所述远距离发射天线之间。

可选地，所述多个远距离接收天线等间距设置，且每两个远距离接收天线之间的间距大于或等于0.5λ；其中，λ表示所述雷达的波长。

可选地，所述第二天线布置区沿水平方向延伸，所述第三天线布置区和所述第四天线布置区沿竖直方向延伸；所述天线包括多个近距离发射天线与近距离接收天线，所述近距离接收天线位于所述第二天线布置区，所述近距离发射天线分别位于所述第三天线布置区与第四天线布置区，且第三天线布置区中的近距离发射天线与所述第四天线布置区的近距离发射天线对称设置。

可选地，所述第三天线布置区中的近距离发射天线与所述第四天线布置区中的近距离发射天线在竖直方向上均呈直线排布。

可选地，所述近距离接收天线设置为多排，多排所述近距离接收天线交错设置。

可选地，所述雷达还包括屏蔽罩与连接件，所述屏蔽罩盖设于所述收发芯片，所述连接件贯穿于所述屏蔽罩，且所述收发芯片通过所述连接件与所述天线电连接。

可选地，所述收发芯片包括多颗信号收发芯片、振荡器芯片以及转换器，所述多颗信号收发芯片、所述振荡器芯片、所述转换器以及所述天线依次级联。

另一方面，本申请实施例提供了一种可移动平台，所述可移动平台包括上述的雷达。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种雷达与可移动平台，该雷达包括基板，基板包括位于中心位置的芯片置放区与环绕于芯片置放区的天线布置区；该雷达还包括收发芯片，安装于芯片置放区，该雷达还包括天线，安装于天线布置区，且天线与收发芯片电连接。由于本申请提供雷达在进行线路板布局时，进行分区排布，且天线设置于环绕中间收发芯片的位置，进而充分利用了电路板的所有面积，不会造成电路板面积的浪费，集成度更高。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为现有技术中雷达天线布局的一种示意图。

图2为本申请实施例提供的雷达天线布局的一种示意图。

图3为本申请实施例提供的雷达天线布局的另一种示意图。

图4为现有技术提供的MIMO设计与本申请提供的MIMO设计的对比图。

图5为本申请实施例提供的雷达虚拟出的所有通道布局图。

图6为本申请实施例提供的收发芯片的一种模块示意图。

图中：100-雷达；110-基板；120-收发芯片；130-天线；111-芯片置放区；112-第一天线布置区；113-第二天线布置区；114-第三天线布置区；115-第四天线布置区；121-信号收发芯片；122-振荡器芯片；123-转换器；131-远距离发射天线；132-远距离接收天线；133-近距离发射天线；134-近距离接收天线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术中所述，目前在雷达的电路板布置上，普遍采用将处理芯片位于电路板的一侧，天线位于电路板的另一侧的方式，该方式造成了电路板区域的大量浪费，无法有效布局更多的天线。

例如，请参阅图1，图1示出了现有技术中一种雷达电路板的天线布局方式，其中，TX表示发射天线，RX表示接收天线。由图可知，该布局方式将处理芯片设置于电路板的一侧，天线设置于电路板的另一侧(图例中在处理芯片的左侧与上侧设置有天线)，导致电路板上其它区域无法在布局天线，例如，图示中的阴影区域即为未布置天线的区域，使得电路板上的面积存在大量浪费，难以达到小型化的效果。无法在阴影区域位置布局天线的原因包括区域较小或容易造成相位混淆等。

有鉴于此，本申请提供了一种雷达，通过将天线设置为环绕于中间芯片所处区域四周的方式，实现电路板面积的充分利用，不会造成电路板上面积的浪费。

下面对本申请提供的雷达进行示例性说明：

作为一种可选的实现方式，请参阅图2，该雷达100包括基板110、收发芯片120以及天线130，天线130与收发芯片120电连接。其中，收发芯片120包括但不限于信号接收芯片与信号发射芯片等器件，通过收发芯片120，可以实现对射频信号的收发，例如，将射频信号通过天线130发出，或者，通过天线130接收射频信号。需要说明的是，信号接收芯片与信号发射芯片可以集成于一体，也可分开设置，本实施例对此并不做任何限定。

并且，本实施例所述的基板110，可以为电路板。为了充分利用基板110的面积，本实施例对基板110的进行分区处理，即将基板110划分为芯片置放区111，且芯片置放区111位于基板110的中心位置，将基板110上的其余位置划分为天线布置区。同时，收发芯片120安装于芯片置放区111，天线130安装于天线布置区，进而使得天线130设置于收发芯片120的四周，充分利用了基板110的所有面积，集成度更高。

作为一种可选的实现方式，请继续参阅图2，天线布置区包括分别位于收发芯片120四周的第一天线布置区112、第二天线布置区113、第三天线布置区114以及第四天线布置区115，天线130分布于第一天线布置区112、第二天线布置区113、第三天线布置区114以及第四天线布置区115内。

通过在芯片置放区111的四周划分四个天线布置区，能够起到在布置天线130时更加方便的效果。需要说明的是，一般地，电路板的形状可以为长方形或正方形，但不限于此，因此通过在电路板上划分四个天线布置区的方式，能够使四个天线布置区占据电路板的四个边缘的区域，进行能够更好的利用电路板的面积布局天线130。并且，本实施例并不对芯片置放区111的形状进行限定，例如，芯片置放区111的形状可以为长方形、正方形或者圆形。

其中，请参阅图3，天线130包括远距离发射天线131、远距离接收天线132、近距离发射天线133以及近距离接收天线134四种，作为一种实现方式，可将小于20m的范围定义为近距离，将大于50m的范围定义为远距离，并且所有的天线130都可以是以Comb天线为基础进行，下面对天线130的布局进行示例性说明：

其中，远距离发射天线131与远距离接收天线132均为高增益天线，且远距离发射天线131的数量为至少2个，远距离接收天线132的数量可以为多个。

针对远距离信号的发送与接收而言，需要其水平分辨率足够高，进而才能分辨出左右相邻的物体，因此，作为一种实现方式，第一天线布置区112沿水平方向延伸，远距离发射天线131与远距离接收天线132在水平方向上呈直线排布于第一天线布置区112，且多个远距离接收天线132位于远距离发射天线131之间。

可选地，多个远距离接收天线132均相同，即可选用相同型号的远距离接收天线，多个远距离接收天线132等间距设置，且为了能够使远距离发射天线131与远距离接收天线132之间产生的通道不会混淆，每两个远距离接收天线132之间的间距大于或等于0.5λ；其中，λ表示所述雷达100的波长。可选的，为了尽可能多地利用第一天线布置区112的位置放置更多的远距离接收天线132，每两个远距离接收天线132之间的间距可以优选为0.5λ。

例如，以图3所示，该雷达100的天线130中包括2个远距离发射天线131与8个远距离接收天线132，8个远距离接收天线132位于两个远距离发射天线131之间，进而在水平方向上，组成了2*8的MIMO(multiple-in multiple-out，多进多出)，进而可获得16个真实的天线通道(非算法插值)，因此通过该雷达100进行远距离检测时，在水平方向上达到了较高的分辨率。

需要说明的是，上述方式仅为举例，在实际应用过程中，可根据第一天线布置区112的面积确定实际使用的远距离发射天线131与远距离接收天线132的数量，本实施例对此并不做任何限定，例如，当电路板的面积较小时，可减少远距离接收天线132的数量，如将8个远距离接收天线132减少至6个远距离接收天线132，此时其组成2*6的MIMO，获得12个真实的天线通道，当然地，其水平分辨率相对降低。当电路板的面积本身较大时，可增多远距离接收天线132或远距离发射天线131的数量，如将8个远距离接收天线132增加至10个远距离接收天线132，此时其组成2*10的MIMO，获得20个真实的天线130通道，水平分辨率相对提升。或者，将远距离发射天线的数量增加至3个，其中每两个远距离发射天线之间设置4个远距离接收天线132，其组成3*8的MIMO，获得24个真实的天线130通道，分辨率更高。

并且，现有技术中，通常将远距离发射天线置于一侧，远距离接收天线置于另一侧。请参阅图4，图4示出了以2个远距离发射天线与4个远距离接收天线为例，现有技术中MIMO设计与本申请提供的MIMO设计的对比图。

图4中，A为本申请提供的MIMO设计，黑色为远距离发射天线，白色为远距离接收天线，虚线为MIMO虚拟出的真实天线，由于远距离发射天线本身占据一个位置，因此本实施例提供的MIMO是不连续的。而现有技术中，采用左侧设置两个远距离发射天线，右侧设置4个远距离接收天线的方式。基于此，现有技术中，为了使虚拟出的真实天线的相位不发生混淆，两个远距离发射天线之间的间距则较大，例如图中两个远距离发射天线之间的间距为4λ。

因此，可以理解地，现有技术中MIMO设计，会浪费两个远距离发射天线之间区域，而本实施例由于将多个远距离接收天线132设置于两个远距离发射天线131之间，因此远距离发射天线131与远距离接收天线132之间均可呈等间距设置，集成度更高，能够在相同的面积内容纳更多的天线，进而在使其水平分辨率得到显著提升；或者，在使用的数量相同的天线时，本实施例提供的雷达的电路板能够更小，进行实现小型化。

另一方面，近距离发射天线133与近距离接收天线134均为低增益天线130，且近距离发射天线133的数量与近距离接收天线134的数量均可以为多个。

作为一种实现方式，第二天线布置区113沿水平方向延伸，第三天线布置区114和第四天线布置区115沿竖直方向延伸，近距离接收天线134位于第二天线布置区113，近距离发射天线133分别位于第三天线布置区114与第四天线布置区115，且第三天线布置区114中的近距离发射天线133与第四天线布置区115的近距离发射天线133对称设置。通过该设置方式，使得位于第二天线布置区113的近距离接收天线134处于第三天线布置区114与第四天线布置区115之间，并且，由于第三天线布置区114中的近距离发射天线133与第四天线布置区115的近距离发射天线133对称设置，因此其也能组水平方向上的MIMO阵列，进而提升水平方向上的分辨率。

可选地，为了达到同时提升水平方向上的分辨率与竖直方向上的分辨率，作为一种实现方式，第三天线布置区114中的近距离发射天线133与第四天线布置区115中的近距离发射天线133在竖直方向上均呈直线排布。

由于近距离发射天线133在竖直方向上呈直线排布，且第三天线布置区114与第四天线布置区115中的近距离发射天线133对称设置，使得其能够组合成多个MIMO阵列，提升竖直方向上的分辨率。

例如，以图3为例进行说明，第三天线布置区114与第四天线布置区115中分别布置有4个近距离发射天线133时，由于4个近距离发射天线133在竖直方向上呈直线布置，因此其能够实现组成4组MIMO阵列，即，若将处于第三天线布置区114中的4个近距离发射天线分别命名为a1、a2、a3以及a4，将处于第四天线布置区115中的4个近距离发射天线分别命名为b1、b2、b3以及b4，则位于第三天线布置区114的近距离发射天线a1、位于第四天线布置区115的近距离发射天线b1以及位于第二天线布置区113的近距离接收天线134组成2*N的MIMO，其中，N为近距离接收天线134的数量。同理，位于第三天线布置区114的近距离发射天线a2、位于第四天线布置区115的近距离发射天线b2以及位于第二天线布置区113的近距离接收天线134组成2*N的MIMO，依此类推，共可组成4组MIMO阵列。

换言之，通过该设置方式，使得对于近距离雷达检测而言，由于在水平方向组成2*N的MIMO，因此其水平分辨率较高，同时，在竖直方向上，由于其组成了4组MIMO，近距离发射天线133在竖直方向上呈直线排列，因此多组MIMO在竖直方向上也呈直线排布，进而大幅提升了垂直分辨率。

同时，为了进一步提升水平与垂直分辨率，近距离接收天线134设置为多排，多排近距离接收天线134交错设置。

例如，请继续参阅图3，近距离接收天线134包括12个，该12个近距离接收天线134分为两排，每排包括6个近距离接收天线134，并且，两排近距离接收天线134交错设置。需要说明的是，本申请所述的交错设置，指位于第一排的近距离接收天线134与位于第二排的近距离接收天线134并不对齐，例如，位于第二排的近距离接收天线134，与第一排的第一个近距离接收天线134、第二个近距离接收天线134的中间位置对齐。可选地，为了能够在第二天线布置区113内容纳尽可能多的近距离接收天线134，对于每排的近距离接收天线134而言，其均为等间距设置，每两个近距离接收天线134之间的间距为λ，且在任意两排近距离接收天线134中，处于对应位置上的两个近距离接收天线134在水平方向上的间距为0.5λ。例如，以图示为例，第一排的第一个近距离接收天线134，与第二排的第一个近距离接收天线134在水平方向上的间距为0.5λ，同理，第一排的第二个近距离接收天线134，与第二排的第二个近距离接收天线134在水平方向上的间距为0.5λ。通过该设置方式，既能保证组成的MIMO不会混淆，又能保证在确定第二天线布置区113的面积后，能够在有限的面积内尽可能多的布置近距离接收天线134。

同时，当将近距离接收天线134设置为两排后，近距离发射天线133与两排近距离接收天线134之间能够分别组成2个MIMO阵列。例如，处于第三天线布置区114的近距离发射天线a1、处于第四天线布置区115的近距离发射天线b1以及处于第二天线布置区113中第一排的近距离接收天线134可组成2*6的MIMO阵列，并且，处于第三天线布置区114的近距离发射天线a1、处于第四天线布置区115的近距离发射天线b1以及处于第二天线布置区113中第二排的近距离接收天线134可也可组成2*6的MIMO阵列，提升了垂直分辨率。同理，剩余的三对近距离发射天线133与近距离接收天线134之间均组成类似的MIMO阵列，进而大幅度提高垂直分辨率，同时每一个垂直分量都有较高的水平分辨率。

需要说明的是，为了更好地利用电路板上的面积，在本实施例中，第一天线布置区112与第二天线布置区113相对设置，且面积大致相同。在实际使用过程中，实际也还会形成远距离发射天线131与近距离接收的MIMO阵列，为了防止该MIMO阵列中相位出现混淆，且在天线布置区布置尽可能多的天线130，本实施例中，第一个远距离发射天线131与处于多排近距离接收天线134中的第一个近距离接收天线134的相位相同，即二者处于同一竖直方向上；另一个远距离发射天线131与处于多排近距离接收天线134中的最后一个近距离接收天线134的相位相同，即二者处于同一竖直方向上。

图5示出了本申请提供的雷达100所虚拟出的所有通道图，其中，实线圆形表示近距离发射天线133与近距离接收天线134的MIMO虚拟阵列，黑色圆形表示远距离发射天线131与近距离接收天线134的MIMO虚拟阵列，虚线圆形表示远距离发射天线131与远距离接收天线132的MIMO虚拟阵列。可以看出，由于近距离接收天线134分布为两排，因此近距离发射天线133与近距离接收天线134的MIMO每组虚拟阵列均为两排，在提升了垂直分辨率的基础上，每一个垂直分量都有较高的水平分辨率。

可以理解地，上述实现方式均为举例，在实际应用中，近距离发射天线133与近距离接收天线134的数量可以根据基板110的实际面积进行设定，例如，当基板110的面积较小时，第二天线布置区113内的近距离接收天线134可以仅布置一排；当基板110的面积较大时，第二天线布置区113内的近距离接收天线134可以布置三排；或第三天线布置区114或第四天线布置区115内的近距离发射天线133相应的增加或减少，在此不进行任何限定。

在实际应用过程中，在天线130发射或接收对应频段的电磁波时，收发芯片120在工作时可能产生辐射或回波的情况，进而使得该雷达100的噪声较大。

有鉴于此，本申请提供的雷达100还包括屏蔽罩与连接件，屏蔽罩盖设于收发芯片120外，连接件贯穿于屏蔽罩，且收发芯片120通过连接件与天线130电连接。

其中，该屏蔽罩可以为金属屏蔽罩，该连接件可以为微带线。通过设置该屏蔽罩，使得处于屏蔽罩内部的收发芯片120仅能通过连接件馈电至发射天线130，进而使发射天线130辐射对应频段的电磁波。同时，针对处于屏蔽罩内部的收发芯片120产生的辐射与回波，均能够被金属屏蔽罩所屏蔽，进而降低雷达100的噪声系数。

作为一种实现方式，本申请提供收发芯片120可以采用级联的方式进行连接，可选地，请参阅图6，收发芯片120包括多颗信号收发芯片121、振荡器芯片122以及转换器123，多颗信号收发芯片121、振荡器芯片122、转换器123以及天线130依次级联。

其中，信号收发芯片121指设置有信号发送端口和/或信号接收端口的芯片，例如，以图3所示的雷达100为例，如果采用只具有一个信号发送端口或一个信号接收端口的芯片，则该雷达100中设置有2个远距离发射芯片、8个远距离接收芯片，8个近距离发射芯片以及12个近距离发射芯片；作为另一种方案，如果采用具有一个以上的信号发送端口或信号接收端口的芯片，可以使用2颗4发芯片、1颗两发芯片、5颗4收芯片以及1颗振荡器芯片122，或者采用5颗2发芯片、5颗4收芯片以及1颗振荡器芯片122。

由于本申请采用级联的方式，只需要利用一颗振荡器芯片122即可完成雷达100的工作，节约成本的同时可以达到缩小芯片体积的作用。

当然地，也可采用收发一体芯片，例如采用5颗两发四收的芯片(内置振荡器)，同时可选择其中一颗芯片作为主芯片，另外4颗芯作为从属芯片，主芯片用于提供振荡器，从属芯片共用器振荡器信号。

需要说明的是，上述的4发芯片、4收芯片等，指具有4个信号发送端口的芯片，4个信号接收端口的芯片，以此类推。同理地，本申请所述两发四收的芯片，指同时具有两个信号发送端口与四个信号接收端口的芯片。

基于上述实现方式，本申请还提供了一种可移动平台，该可移动平台包括上述的雷达。作为一种实现方式，该可移动平台可以为无人机等无人设备，也可以为人为操控的设备，在此不做任何限定。

综上所述，本申请提供了一种雷达与可移动平台，该雷达包括基板，基板包括位于中心位置的芯片置放区与环绕于芯片置放区的天线布置区；该雷达还包括收发芯片，安装于芯片置放区，该雷达还包括天线，安装于天线布置区，且天线与收发芯片电连接。由于本申请提供雷达在进行线路板布局时，进行分区排布，且天线设置于环绕中间收发芯片的位置，进而充分利用了电路板的所有面积，不会造成电路板面积的浪费，集成度更高。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。