一种广域补偿毫米波雷达传感器及其使用方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种广域补偿毫米波雷达传感器及其使用方法，涉及雷达信号处理技术领域，毫米波雷达传感器包括：广域补偿收发天线、反射板和雷达控制主板，雷达控制主板安装在传感器底座内，传感器底座上设置有旋转组件，所述旋转组件上设置有旋转支架，反射板和收发天线安装在旋转支架上，广域补偿收发天线包括聚焦式菲涅尔天线和发散式菲涅尔天线。本发明专利技术实施例能够扩大雷达的扫描范围，既能实现远距离探测目标又能够减少雷达盲区，具有广泛的应用前景。

A wide area compensation millimeter wave radar sensor and its application

The embodiment of the invention discloses a wide area compensation millimeter wave radar sensor and its use method, which relates to the technical field of radar signal processing. The millimeter wave radar sensor includes a wide area compensation receiving and transmitting antenna, a reflecting board and a radar control main board. The radar control main board is installed in the sensor base, and a rotation component is arranged on the sensor base, and the rotation component is arranged on the rotation component The bracket, reflector and transceiver antenna are installed on the rotating bracket, and the wide area compensation transceiver antenna includes a focused Fresnel antenna and a divergent Fresnel antenna. The embodiment of the invention can expand the scanning range of the radar, realize long-distance target detection and reduce the blind area of the radar, and has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种广域补偿毫米波雷达传感器及其使用方法
本专利技术实施例涉及雷达信号处理
，具体涉及一种广域补偿毫米波雷达传感器及其使用方法。
技术介绍
毫米波实质上就是电磁波，频率为30-300GHz，波长1-10mm。毫米波雷达就是指工作频段在毫米波频段的雷达，测距原理跟一般雷达一样，也就是把雷达波发出去，然后接收回波，根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频段。现有常用的毫米探测雷达多数为定向探测方式，由于雷达的发射功率在人体安全的辐射范围内都是由明确标准的，而不是无限放大的，为了使探测雷达覆盖更广的范围，一般都会采用增大雷达波波束角来实现，由于这种原因雷达的探测距离就会变得很近。如果要使雷达探测距离远，就必须减少雷达波速波束角来实现，但是由于这种原因雷达盲区就会很大，即雷达下方不可检测到的区域就会更大。此外雷达波波速角的大小又决定了雷达对不确定目标的探测分辨能力，比如，如果雷达波波速角度是1度时，那么在100公里外，其雷达波的截面的直径大约是1.74公里。如果有若干架飞机在其100公里处以密集队形飞行。它只能视为一个目标。如果要使雷达既能远距离探测目标又能够解决盲区问题，常用的做法就是采用雷达阵列的方式互相补充来决绝，但是该方法会使雷达整体成本剧增，并且会使雷达的物理结构、天线的布设、信号的处理非常复杂，导致雷达各个单元的无线电波会相互干扰，增加了雷达目标跟踪过程中的不可靠性。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种广域补偿毫米波雷达传感器及其使用方法，以解决现有技术中雷达波传输过程中盲区面积过大的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种广域补偿毫米波雷达传感器，所述雷达传感器包括：广域补偿收发天线、反射板和雷达控制主板，所述雷达控制主板安装在传感器底座内，所述传感器底座上设置有旋转组件，所述旋转组件上方设置有旋转支架，所述旋转支架具有一斜面和一垂直面，所述反射板安装在旋转支架的斜面上，所述广域补偿收发天线安装在旋转支架的垂直面上，所述广域补偿收发天线包括聚焦式菲涅尔天线，所述聚焦式菲涅尔天线的一侧由设置在上部的平行面和设置在下部的具有突棱的第一锯齿面组成，所述聚焦式菲涅尔天线的另一侧包括设置在中间的凸起球面和设置在四周的第二锯齿面，所述第二锯齿面由多个圆环突棱组成。进一步地，所述广域补偿收发天线还包括发散式菲涅尔天线，所述发散式菲涅尔天线的一侧由多个径向叠加的圆环组成，且所述圆环的直径由外到内逐渐增大，所述发散式菲涅尔天线的另一侧由设置在上部的凹陷面和设置在下部的具有突棱的第三锯齿面组成。进一步地，所述第一锯齿面的锯齿开口向所述聚焦式菲涅尔天线的外边缘发散，所述第二锯齿面的锯齿开口向所述聚焦式菲涅尔天线的中心聚拢。进一步地，所述第三锯齿面的锯齿开口向所述发散式菲涅尔天线的外边缘发散。进一步地，所述旋转支架的外侧设置有外支架，所述外支架与所述旋转支架通过角度调节孔连接，用于调整安装在旋转支架上的反射板的角度。进一步地，所述雷达控制主板内集成有雷达中央处理单元、信号发射单元与信号接收单元，所述信号发射单元用于发射雷达信号波，所述信号接收单元用于接收目标物体反射的雷达反射信号波，所述雷达中央处理单元用于对所述雷达反射信号波进行处理。进一步地，所述旋转组件包括旋转电机、主动轮、从动轮和传动带，所述旋转电机的输出轴连接至主动轮，所述主动轮通过传动带连接至从动轮。进一步地，所述广域补偿毫米波雷达传感器还包括外壳，所述外壳盖合在所述传感器底座的上方，外壳与传感器底座形成密闭空间，且外壳与传感器底座之间设置有密封圈。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种广域补偿毫米波雷达传感器的使用方法，所述方法包括：利用旋转组件驱动广域补偿收发天线360度旋转扫描，其中，雷达信号波由信号发射单元发出后，经反射板反射到广域补偿收发天线，雷达信号波再由广域补偿收发天线发射至目标物体，雷达信号波被目标物体接收后形成雷达反射信号返回至广域补偿收发天线，所述雷达反射信号再经反射板传输至信号接收单元。进一步地，所述雷达信号波经过聚焦式菲涅尔天线时被聚集，所述雷达信号波经过发散式菲涅尔天线时被平行或发散地发射出去，用于增大雷达信号的发射面积和距离。本专利技术实施例具有如下优点：本专利技术实施例利用菲涅尔透镜的原理对雷达收发天线进行改造，采用聚焦式菲涅尔天线和发散式菲涅尔天线，能够扩大雷达的扫描范围，既能实现远距离探测目标又能够减少雷达盲区，具有广泛的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的一种聚焦式菲涅尔天线的截面示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种发散式菲涅尔天线的截面示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种广域补偿毫米波雷达传感器的内部结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种广域补偿毫米波雷达传感器的广域补偿收发天线的整体结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种广域补偿毫米波雷达传感器的角度读取拨码盘的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种广域补偿毫米波雷达传感器的信号波传输路径示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种广域补偿毫米波雷达传感器的雷达控制主板的结构示意图；图中：聚焦式菲涅尔天线01、平行面02、第一锯齿面03、第二锯齿面04、凸起球面05、发散式菲涅尔天线06、第三锯齿面07、圆环08、阶梯部09、雷达中央处理单元10、凹陷面11、旋转支架12、外壳13、传感器底座14、角度读取拨码盘15、主动轮16、旋转电机17、从动轮18、角度调节孔19、反射板20、雷达控制主板21、外支架22、传动带23、激光编码器24、密封圈25、编码器固定圆环盘26、信号接收单元27、信号发射单元28。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1参考图3，本专利技术实施例提供一种广域补偿毫米波雷达传感器，主要包括：广域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述雷达传感器包括：广域补偿收发天线、反射板和雷达控制主板，所述雷达控制主板安装在传感器底座内，所述传感器底座上设置有旋转组件，所述旋转组件上方设置有旋转支架，所述旋转支架具有一斜面和一垂直面，所述反射板安装在旋转支架的斜面上，所述广域补偿收发天线安装在旋转支架的垂直面上，所述广域补偿收发天线包括聚焦式菲涅尔天线，所述聚焦式菲涅尔天线的一侧由设置在上部的平行面和设置在下部的具有突棱的第一锯齿面组成，所述聚焦式菲涅尔天线的另一侧包括设置在中间的凸起球面和设置在四周的第二锯齿面，所述第二锯齿面由多个圆环突棱组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述雷达传感器包括：广域补偿收发天线、反射板和雷达控制主板，所述雷达控制主板安装在传感器底座内，所述传感器底座上设置有旋转组件，所述旋转组件上方设置有旋转支架，所述旋转支架具有一斜面和一垂直面，所述反射板安装在旋转支架的斜面上，所述广域补偿收发天线安装在旋转支架的垂直面上，所述广域补偿收发天线包括聚焦式菲涅尔天线，所述聚焦式菲涅尔天线的一侧由设置在上部的平行面和设置在下部的具有突棱的第一锯齿面组成，所述聚焦式菲涅尔天线的另一侧包括设置在中间的凸起球面和设置在四周的第二锯齿面，所述第二锯齿面由多个圆环突棱组成。


2.如权利要求1所述的一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述广域补偿收发天线还包括发散式菲涅尔天线，所述发散式菲涅尔天线的一侧由多个径向叠加的圆环组成，且所述圆环的直径由外到内逐渐增大，所述发散式菲涅尔天线的另一侧由设置在上部的凹陷面和设置在下部的具有突棱的第三锯齿面组成。


3.如权利要求1所述的一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述第一锯齿面的锯齿开口向所述聚焦式菲涅尔天线的外边缘发散，所述第二锯齿面的锯齿开口向所述聚焦式菲涅尔天线的中心聚拢。


4.如权利要求2所述的一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述第三锯齿面的锯齿开口向所述发散式菲涅尔天线的外边缘发散。


5.如权利要求1所述的一种广域补偿毫米波雷达传感器，其特征在于，所述旋转支架的外侧设置有外支架，所述外支架与所述旋转支架通过角度调节孔连接，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯保国，
申请(专利权)人：河北德冠隆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13