雷达模组及雷达系统技术方案

本公开提供了一种雷达模组即雷达系统，其中雷达模组包括PCB基板、至少两个天线单元和雷达芯片，其中雷达芯片至两个相邻的天线单元的馈电路径差值关联于雷达模组的主辐射方向偏移角。本公开提供的技术方案通过对馈电路径布局进行设计，实现对雷达模组主辐射方向的偏转进行调整，配合逻辑算法实现定频连续波雷达对于运动状态物体的检测和识别。本公开提供的技术方案在设计上基于发射、接收通道共用天线阵列的形式，满足了轻量化、集成化的需求，有效缩小了雷达模组尺寸，具有可推广价值。具有可推广价值。具有可推广价值。

【技术实现步骤摘要】
雷达模组及雷达系统


[0001]本公开涉及雷达检测
，具体地，公开了一种雷达模组及雷达系统。

技术介绍

[0002]随着雷达技术军用转民用的逐步深化，微波雷达作为一种传感器，应用于多种消费产品中。微波雷达传感器可以隐秘安装，且不受温度、气流、尘埃及烟雾等影响，具有寿命长、反应速度快、灵敏度更高、感应区域广等优点，也被广泛用于节能照明、智能家电等领域。
[0003]对于常规的微波雷达传感器，尤其是定频连续波雷达，其仅能实现对检测范围内是否存在运动物体的探测，而无法分辨运动物体相对于定频连续波雷达的实时运动轨迹。因此，在使用场景中存在多种处于运动状态的物体时，定频连续波雷达难以区别哪些运动物体是需要进行探测的目标，哪些运动物体是需忽略或排除的干扰项。

技术实现思路

[0004]本公开提供了一种雷达模组及雷达系统。其中具体的，本公开的第一方面提供了一种雷达模组，包括：
[0005]PCB基板；
[0006]至少两个天线单元，设置于PCB基板的第一平面，每个天线单元分别包含一个发射馈点和一个接收馈点，用于同时发射和接收电磁波信号；
[0007]雷达芯片，设置于PCB基板中与第一平面相对的第二平面，通过发射馈电网络与每个发射馈点连接，以及通过接收馈电网络与每个接收馈点连接，其中：
[0008]发射馈电网络和接收馈点网络将信号等功率分配给全部天线单元；
[0009]雷达芯片至两个相邻的天线单元的馈电路径差值关联于雷达模组的主辐射方向偏移角。
[0010]在上述第一方面的一种可能的实现中，于每个天线单元中，发射馈点与天线单元的几何中心的连线，垂直于接收馈点与天线单元的几何中心的连线。
[0011]在上述第一方面的一种可能的实现中，任意两个相邻的天线单元之间的距离位于区间[0.4λ，0.75λ]中；
[0012]其中，λ为工作于雷达频率下电磁波在空气中的波长。
[0013]在上述第一方面的一种可能的实现中，在雷达模组包含两个天线单元的情况下，馈电路径差值为：
[0014][0015]其中，ΔL为馈电路径差值，ε为PCB基板的介电常数，d为两个天线单元之间的距离，θ为雷达模组的主辐射方向偏移角。
[0016]在上述第一方面的一种可能的实现中，在雷达模组包含若干天线单元的情况下，
雷达芯片的第一侧的任意两个相邻的天线单元之间的馈电路径差值为：
[0017][0018]雷达芯片的与第一侧相对的第二侧的任意两个相邻的天线单元之间的馈电路径差值为：
[0019][0020]其中，N为自然数，λ为工作于雷达频率下电磁波在空气中的波长，ε为PCB基板的介电常数，d为于第一侧距离雷达芯片最近的天线单元和于第二侧距离雷达芯片最近的天线单元之间的距离，θ为雷达模组的主辐射方向偏移角。
[0021]本公开的第二方面提供了一种雷达系统，包括基带处理模块和至少两个如上述第一方面提供的雷达模组，其中：
[0022]基带处理模块用于处理雷达模组的发射信号和接收信号；
[0023]每个雷达模组的主辐射方向偏移角的均不相同，且每个雷达模组的主辐射方向之间不存在交集。
[0024]在上述第二方面的一种可能的实现中，雷达系统用于对目标物的运动是否符合既定规则进行判断，包括：
[0025]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的时间是否符合第一预设范围，生成对应的第一判断结果；
[0026]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的时间差是否符合第二预设范围，生成对应的第二判断结果；
[0027]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的先后次序是否符合预设顺序，生成对应的第三判断结果；
[0028]在第一判断结果、第二判断结果和第三判断结果均为是的情况下，判断目标物的运动符合既定规则。
[0029]本公开的第三方面提供了另一种雷达系统，包括基带处理模块和一个上述第一方面提供的雷达模组，其中：
[0030]基带处理模块用于处理雷达模组的发射信号和接收信号；
[0031]雷达模组具有两个分裂的辐射方向，两个分裂的辐射方向呈对称分布状态。
[0032]在上述第三方面的一种可能的实现中，雷达模组包含两个天线单元；
[0033]馈电路径差值为：
[0034][0035]其中，ΔL
′
为馈电路径差值，N为自然数，ε为PCB基板的介电常数，λ为工作于雷达频率下电磁波在空气中的波长。
[0036]在上述第三方面的一种可能的实现中，雷达系统用于对目标物的运动是否符合既定规则进行判断，包括：
[0037]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的次数是否符合第四预设范围，生成对应的第四判断结果；
[0038]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的时间是否符合第五预设范围，生成对应的第五判断结果；
[0039]雷达模组检测到目标物的信号强度超过阈值的时间差是否符合第六预设范围，生成对应的第六判断结果；
[0040]在第四判断结果、第五判断结果和第六判断结果均为是的情况下，判断目标物的运动符合既定规则。
[0041]与现有技术相比，本公开具有如下的有益效果：
[0042]在本公开提出的技术方案中，通过对雷达芯片和天线模块之间的馈电路径进行布局设计，从而实现对雷达模组的主辐射方向进行偏转调整。应用本公开提供的雷达模组，能够实现在应用双模组或多模组的雷达系统中，每个雷达模组的主辐射方向均不同；同时能够实现在应用单模组的雷达系统中，主辐射方向分裂为对称的两个方向，配合对应的逻辑算法能够实现定频连续波雷达对于运动状态物体的检测和识别。本公开提供的技术方案在设计上基于发射、接收通道共用天线阵列的形式，满足了轻量化、集成化的需求，有效缩小了雷达模组尺寸，具有可推广价值。
附图说明
[0043]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0044]图1a根据本公开实施例，示出了一种包含两个天线单元的雷达模组在俯视角度下的结构示意图；
[0045]图1b根据本公开实施例，示出了一种包含两个天线单元的雷达模组在仰视角度下的结构示意图；
[0046]图2根据本公开实施例，示出了一种雷达模组主辐射方向偏转的示意图；
[0047]图3根据本公开实施例，示出了一种馈电网络的走线长度示意图；
[0048]图4根据本公开实施例，示出了一种包含多个天线单元的雷达模组的结构示意图；
[0049]图5根据本公开实施例，示出了一种包含双雷达模组的雷达系统的探测示意图；
[0050]图6根据本公开实施例，示出了一种包含双雷达模组的雷达系统的输出逻辑信号示意图；
[0051]图7根据本公开实施例，示出了一种包含单雷达模组的雷达系统的探测示意图；
[0052]图8根据本公开实施例，示出了一种包含单雷达模组的雷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达模组，其特征在于，包括：PCB基板；至少两个天线单元，设置于所述PCB基板的第一平面，每个所述天线单元分别包含一个发射馈点和一个接收馈点，用于同时发射和接收电磁波信号；雷达芯片，设置于所述PCB基板中与所述第一平面相对的第二平面，通过发射馈电网络与每个所述发射馈点连接，以及通过接收馈电网络与每个所述接收馈点连接，其中：所述发射馈电网络和接收馈点网络将信号等功率分配给全部所述天线单元；所述雷达芯片至两个相邻的所述天线单元的馈电路径差值关联于所述雷达模组的主辐射方向偏移角。2.如权利要求1所述的雷达模组，其特征在于，于每个所述天线单元中，所述发射馈点与所述天线单元的几何中心的连线，垂直于所述接收馈点与所述天线单元的几何中心的连线。3.如权利要求1所述的雷达模组，其特征在于，任意两个相邻的所述天线单元之间的距离位于区间[0.4λ，0.75λ]中；其中，λ为工作于雷达频率下电磁波在空气中的波长。4.如权利要求1所述的雷达模组，其特征在于，在所述雷达模组包含两个所述天线单元的情况下，所述馈电路径差值为：其中，ΔL为所述馈电路径差值，ε为所述PCB基板的介电常数，d为两个所述天线单元之间的距离，θ为所述雷达模组的主辐射方向偏移角。5.如权利要求1所述的雷达模组，其特征在于，在所述雷达模组包含若干所述天线单元的情况下，所述雷达芯片的第一侧的任意两个相邻的所述天线单元之间的馈电路径差值为：所述雷达芯片的与所述第一侧相对的第二侧的任意两个相邻的所述天线单元之间的馈电路径差值为：其中，N为自然数，λ为工作于雷达频率下电磁波在空气中的波长，ε为所述PCB基板的介电常数，d为于第一侧距离所述雷达芯片最近的所述天线单元和于第二侧距离所述雷达芯片最近的所述天线单元之间的距离，θ为所述雷达模组的主辐射方向偏移角。6.一种雷达系统，其特征在于，包括基带处理模块和至少两个如权利要求1至权利要求5中任意一项所述的雷达模组，其中：所述基带处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：林水洋，何德宽，林铮，张展威，
申请(专利权)人：隔空微电子广州有限公司，
类型：发明
国别省市：