雷达传感器模块制造技术

本发明专利技术公开了一种雷达传感器模块。该模块具有天线，收发器，数据处理器和接口，通过外部控制可选择其工作模式，传感器接收到的数据经过数据处理器提取特征参数后经接口发送给外部的系统。该雷达传感器模块是一种通用的传感器模块，可灵活用于测速，测距，定向等不同的用途，具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及到传感器领域，具体涉及到雷达传感器的模块。
技术介绍
雷达传感器可用于测量物体的距离，速度，移动，位置，角度，方位等物理量，其原理由传感器的工作模式决定，其中最主要是由调制模式决定。调制模式主要包括：连续波调制、调频连续波调制、频移键控调制、脉冲调制等。连续波技术是通过回波的多普勒效应产生的频率偏移测量待测物体的相对运动速度。在调频连续波技术中，其调频连续波为频率随时间连续变化的无线电波，通过测量收发信号的频率差值计算出待测物体的距离与运动速度。而频移键控调制和脉冲调制都是通过测量无线电波传输时间而测出到待测物体的距离，亦可通过对距离的多次测量获得待测物体的运动速度。如果需要测量角度和方位，则需要使用多通道的雷达传感器。双通道的调频连续波雷达传感器，即可完成物体角度的测量。其原理是测量由物体反射到两个接收天线的无线电波传输时间及时间差值，再结合三角函数计算其角度。传统的雷达传感器一般只支持一种调制模式，即连续波，调频连续波，频移键控和脉冲调制中的一种，尽管雷达传感器收发模块（天线和收发器）可以支持多种调制模式，但由于传统的雷达传感器一般都有确定的应用范围，所以传感器系统级的应用（包括数据处理器）一般都只能支持一种调制模式。在模块设计时，传统的做法是一种应用场景设计一种雷达传感器模块（包括数据处理器），如将天线，收发器和数据处理器组装为一体，以提高系统的稳定性和集成度。而对应着新的应用场景，则重新设计新的雷达传感器模块。由于传统雷达传感器市场的特殊性，对传感器的通用性并无特殊需求。而本专利技术的专利技术人认为，通用性的概念在雷达传感器模块市场中将越来越重要，提供一种通用性高的雷达传感器无论对于降低成本，还是拓展雷达传感器系统级的应用范围都非常有意义。
技术实现思路
本专利技术设计了一种通用的雷达传感器模块。该模块的主要特点是：可选择工作模式的数据处理器，以及进一步的可替换的收发子模块。通过适当选择收发子模块和数据处理器的工作模式和控制参数，该模块可满足绝大部分的雷达传感器应用。该模块通过各种标准接口和外部设备连接，可以控制外部设备，也可以作为更大的系统的一部分接受外部设备的控制。与传统的雷达传感器模块相比，本专利技术有如下优点，首先，可以灵活满足雷达传感器的不同应用，其次，它可以结合多种调制模式，完成复杂的传感任务。本专利技术提供一种雷达传感器模块，该模块具有天线，收发器，数据处理器和数据接口，该雷达传感器模块的数据接口能够与多种外部设备相连接，其特征在于，该雷达传感器模块能够适用于多种工作模式。数据处理器被设置成能够执行下列功能：步骤一，经由数据接口获取一外部设备关于执行某一工作模式的指令，步骤二，根据该工作模式的指令，设置调整数据处理器和收发器，使其工作于该工作模式。所述工作模式可选为连续波模式，调频连续波模式，线性调频模式，频移键控调制模式，脉冲调制模式，或多通道的复合模式。优选的，该数据处理器除了获取一外部设备关于执行某一工作模式的指令之外，还可获取外部设备关于控制参数的指令，并且根据该控制参数的指令设置调整数据处理器和收发器。优选的，天线和收发器为组装为一体的收发子模块。优选的，雷达传感器模块中的收发子模块有通用接口和雷达传感器模块的其他部分相连接，且不同种类的子模块之间可以替换。优选的，雷达传感器模块中的数据接口可为USB，无线网络适配器，蓝牙，串行端口，GPIB，或XBee。优选的，进一步地，数据处理器被设置成能够执行下列功能：步骤三，数据处理器将传感器采集得到的信号提取特征参数，步骤四，数据处理器将该特征参数经数据接口发送给外部设备。优选的，特征参数可为时域或频域采样信号，也可为时域或频域采样信号的特征值。优选的，采样信号的特征值可为频域的峰值。优选的，采样信号的特征值可为通过采样信号计算得到的物体速度，移动方向，距离和/或方位信息。附图说明图1 本专利技术中的雷达传感器模块的结构示意图以及与外部设备的连接。图2 本专利技术的一实施例中通用雷达传感器模块的运行流程示意图。图3 本专利技术中的一具体实施例，一通用雷达传感器模块结构示意图。图4 本专利技术中的一具体实施例，一雷达传感器模块用于安保的运行流程示意图。图5本专利技术中的一具体实施例，可使用智能手机操控的雷达传感器模块运行流程示意图。图6本专利技术中的一具体实施例，一雷达传感器模块用于合成孔径雷达成像的运行流程示意图。具体实施方式图1为本专利技术中的雷达传感器模块的结构示意图以及与外部设备的连接。1为天线或天线组，2为收发器或收发器组，1和2共同组成了收发子模块3，4为数据处理器，5为标准接口，3，4和5共同组成了本专利技术的雷达传感器模块6。该雷达传感器模块经由标准接口5连接外部设备7。在雷达传感器模块工作之前，外部设备7可以给雷达传感器模块6指定一个工作模式，这些设定通过标准接口5到达并存储在数据处理器4中，数据处理器4依据该指定的工作模式，通过调制收发器2产生雷达信号，该雷达信号经天线1发送后又被物体反射，然后被天线1接收，经过收发器2解调制之后，输出到数据处理器4经处理后，得到所需要的距离，速度等信息。在这个模块中，收发子模块2可以灵活的选择，比如由一个单通道的发射器和两个单通道的接收器，以及一组窄波束定向发射天线和两组窄波束定向接收天线组成的收发子模块，或替换为由一个单通道的收发器，以及一组宽波束发射天线和宽波束接收天线组成的收发子模块，以满足不同应用场景中的需要。此外，雷达传感器模块6还可接收外部设备7发送的具体控制参数的指令，比如发射频率，发射周期，输出信号强度，频率范围等，然后数据处理器4根据这些控制参数的指令，设置调整数据处理器和收发器。图2为本专利技术的一实施例中通用雷达传感器模块的运行流程示意图。首先 外部设备7选择工作模式及控制参数。该通用雷达传感器模块可以适用于多个工作模式，如连续波模式，调频连续波模式，线性调频模式，频移键控调制模式，脉冲调制模式，或多通道的复合模式。针对不同的应用场景，如测距，测速，感知物体，感知移动，测量移动方向，测量角度等。通用雷达传感器模块需要切换到不同的工作模式，以及选择适当的收发模块。对同一工作模式，针对具体的应用场景，通用雷达传感器模块也需要切换其控制参数，如输出功率，频率范围，周期，调制函数等。这些都可以由外部设备7来设定。设定之后，外部设备7将相关指令发送给数据处理器4，数据处理器4根据相关设定，控制收发器2的各项参数，如收发器的输出频率范围，输出信号强度，调制信号周期等。之后收发器发送特定的微波信号；等一段时间后，收发器收到返回的微波信号，这种信号可能是物体反射的回波信号，也可能是二次雷达传感器的返回信号。所谓二次雷达传感器，即测量端有一个雷达传感器，待测物体端有另外一个雷达传感器。待测物体端接收到传感器端的雷达信号后，发送特定的雷达信号返回到传感器端。通过二次雷达可以非常方便的测量两个物体之间的距离和相对移动，它有测量距离远，测量精度高等优点。在测量端放置一个雷达传感器模块，在待测物体端放置另外一个雷达传感器模块，即可实现二次雷达的功能。收发器接收到信号后，对信号进行放大，解调，将模拟信号变成数字信号，再将数字信号传输到数据处理器。数据处理器对信号进行处理后，将结果传输到外部设备。图3为本专利技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达传感器模块，该模块具有天线，收发器，数据处理器和数据接口，该雷达传感器模块的数据接口能够与多种外部设备相连接，其特征在于，该雷达传感器模块能够适用于多种工作模式，且数据处理器被设置成能够执行下列功能：步骤一，经由数据接口获取一外部设备关于执行某一工作模式的指令，步骤二，根据该工作模式的指令，设置调整数据处理器和收发器，使其工作于该工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种雷达传感器模块，该模块具有天线，收发器，数据处理器和数据接口，该雷达传感器模块的数据接口能够与多种外部设备相连接，其特征在于，该雷达传感器模块能够适用于多种工作模式，且数据处理器被设置成能够执行下列功能：步骤一，经由数据接口获取一外部设备关于执行某一工作模式的指令，步骤二，根据该工作模式的指令，设置调整数据处理器和收发器，使其工作于该工作模式。2.根据权利要求1所述的雷达传感器模块，其特征在于：所述工作模式可选为连续波模式，调频连续波模式，线性调频模式，频移键控调制模式，脉冲调制模式，或多通道的复合模式。3.根据权利要求1所述的雷达传感器模块，其特征在于：该数据处理器除了获取一外部设备关于执行某一工作模式的指令之外，还可获取外部设备关于控制参数的指令，并且根据该控制参数的指令设置调整数据处理器和收发器。4.根据权利要求1所述的雷达传感器模块，其特征在于：天线和收发器为组装为一体的收发子模块。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张韬，吴华明，
申请(专利权)人：张韬，
类型：发明
国别省市：安徽;34