一種雙波束雷達(dá)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到雷達(dá)傳感設(shè)備領(lǐng)域，特指一種雙波束雷達(dá)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，雷達(dá)傳感器被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。毫米波雷達(dá)發(fā)射的電磁波波長通常為幾毫米，對于相同口徑的天線尺寸，毫米波天線的波束更窄，增益更高，并且它具有較高的測角和測距精度，因此在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，典型的應(yīng)用領(lǐng)域如汽車主動安全以及區(qū)域安全防護(hù)。
[0003]雷達(dá)傳感器作為毫米波雷達(dá)的主要部件，其硬件結(jié)構(gòu)由射頻前端、信號調(diào)理電路組成，射頻前端包括射頻電路和收發(fā)天線。采用調(diào)頻連續(xù)波(Frequency ModuIat1nContinuous Waves,FMCff)體制的單發(fā)單收毫米波雷達(dá)還能夠獲取目標(biāo)的速度信息，采用多收天線能獲取目標(biāo)的角度信息。對于傳統(tǒng)的毫米波傳感器，其傳感器天線的方向圖只有一個固定的主波束，稱之為單波束雷達(dá)，如果傳感器天線的主波束能夠在一定角度范圍內(nèi)實現(xiàn)波束掃描，則稱之為電掃雷達(dá)。由于電掃雷達(dá)需要一定數(shù)量的模擬或者數(shù)字移相器，其成本較固定波束雷達(dá)傳感器高得多，因此民用領(lǐng)域主要采用低成本的單波束雷達(dá)傳感器。
[0004]以周界安防為例，周界安防要求當(dāng)入侵目標(biāo)穿越周界或者在周界附近活動時能夠通過實時地給出報警信息，為此周界安防通常使用多種傳感器的組合來獲得入侵目標(biāo)的信息，如雷達(dá)傳感器。雷達(dá)傳感器通過天線的輻射來覆蓋待防護(hù)的區(qū)域。表征天線的輻射特性的一個重要參數(shù)是天線的輻射方向圖，以下稱輻射方向圖的主波束為波束。發(fā)射天線和接收天線的波束決定了雷達(dá)傳感器探測區(qū)域。對于周界防護(hù)，還要求發(fā)射天線具有窄波束和高增益的特性。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，常使用單波束輻射的雷達(dá)傳感器應(yīng)用于周界防護(hù)，它具有單個發(fā)射天線，發(fā)射天線能夠產(chǎn)生一個固定的波束，當(dāng)應(yīng)用于周界安防使單個波束只能覆蓋一條周界線，如果對整個方形周界的四條邊界進(jìn)行防護(hù)，那么需要至少四個雷達(dá)傳感器，這會顯著提高系統(tǒng)成本。具有電掃天線的相控陣?yán)走_(dá)傳感器，其電掃天線需要大量的模擬或者數(shù)字移相器，這些移相器的成本很高，會大大提高雷達(dá)傳感器的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、適用范圍廣的雙波束雷達(dá)傳感器。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種雙波束雷達(dá)傳感器，它包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和信號處理機(jī)，所述發(fā)射機(jī)通過一個發(fā)射天線輻射發(fā)射信號，所述接收機(jī)通過一個接收天線接收在目標(biāo)上反射的發(fā)射信號并混頻到中頻信號，所述信號處理機(jī)用于處理接收機(jī)的中頻信號；在所述發(fā)射天線和接收天線中各包含一個設(shè)置在平面印刷電路板的輻射體，所述輻射體用來產(chǎn)生兩個波束；所述兩個波束的極化方式相互正交。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述兩個波束為固定波束，兩個波束間的夾角為90°，兩個波束的中心軸線與平面印刷電路板的垂線在同一方位面上，并且所述兩個波束的中心軸線與平面印刷電路板的垂線的夾角分別為45°。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述發(fā)射天線和接收天線設(shè)置在平面印刷電路板的正面，用來處理高頻信號的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)置在所述平面印刷電路板的背面，位于平面印刷電路板正面的發(fā)射天線和接收天線通過金屬化過孔分別與背面的發(fā)射機(jī)電路和接收機(jī)電路相連。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述輻射體為印刷結(jié)構(gòu)的陣列天線，所述陣列天線為貼片天線陣列或縫隙天線陣列。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述輻射體的兩個波束的夾角在諧振頻率上為90°。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述輻射體的兩個波束的極化方式相互正交，兩個波束的極化方式可以是±45°斜極化、水平/垂直線極化或者左/右旋圓極化。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述輻射體的波束為窄波束，波束在方位面的半功率波束寬度小于15°，波束在俯仰面的半功率波束寬度小于30°。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述輻射體的兩個波束為輻射體輻射方向圖的主波束，在方位面上除主波束外的其它波束為副瓣，所述副瓣電平比主波束的最大電平小ISdB以上。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述發(fā)射天線和接收天線的輻射體在平面印刷電路板上沿上、下方向按一定間距錯開設(shè)置。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述發(fā)射天線的輻射體的波束和接收天線的輻射體的波束重疊，且發(fā)射天線的輻射體的波束寬度小于或等于所述接收天線的輻射體的波束寬度。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.本發(fā)明雙波束雷達(dá)傳感器為具有正交極化輻射的雙波束雷達(dá)傳感器，能夠同時產(chǎn)生兩個極化方式相互正交的波束，兩個波束可以同時覆蓋兩個區(qū)域，擴(kuò)大了雷達(dá)傳感器的探測區(qū)域。
[0018]2.本發(fā)明雙波束雷達(dá)傳感器，在具體應(yīng)用時(如:周界防護(hù))，能夠同時探測兩條周界線，從而減少周界防護(hù)所需傳感器數(shù)量，在具有其他功能的情況下可以導(dǎo)致系統(tǒng)成本的顯著降低。
[0019]3.本發(fā)明雙波束雷達(dá)傳感器，在具體應(yīng)用時(如:周界防護(hù))，通過合理的配置就可以使得多個雷達(dá)避免相互干擾，而不需要使用其他代價更高的方法來解決雷達(dá)間的干擾問題。尤其對于FMCW雷達(dá)，工作頻率的重復(fù)利用能夠增加系統(tǒng)設(shè)計的靈活性，降低了整個系統(tǒng)的成本。
[0020]4.本發(fā)明雙波束雷達(dá)傳感器，天線的饋電端口只有一個，本質(zhì)上為一個天線。本發(fā)明產(chǎn)生的兩個波束的極化方式相互正交，而傳統(tǒng)天線波束的極化方式不一定正交；本發(fā)明雙波束雷達(dá)傳感器，天線形式為平面天線，而傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的天線為非平面天線，平面天線的成本更低，更容易集成。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的橫向剖面圖。
[0022]圖2是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的高頻印刷電路板的正面天線示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的高頻印刷電路板的背面高頻信號電路示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的天線波束示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的天線波束在方位面的歸一化示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明雷達(dá)傳感器的天線波束在俯仰面的歸一化示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明雷達(dá)傳感器應(yīng)用于方形防護(hù)區(qū)的設(shè)置示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]本發(fā)明的雙波束雷達(dá)傳感器為具有正交極化輻射的雙波束雷達(dá)傳感器，它包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和信號處理機(jī)，發(fā)射機(jī)通過一個發(fā)射天線101福射發(fā)射信號，接收機(jī)通過一個接收天線102接收在目標(biāo)上反射的發(fā)射信號并混頻到的信號，信號處理機(jī)用于處理接收機(jī)的混頻信號；在上述發(fā)射天線101和接收天線102中各包含一個設(shè)置在平面印刷電路板的輻射體，該輻射體能夠產(chǎn)生兩個波束。上述兩個波束為固定波束，兩個波束間的夾角為90°，兩個波束的中心軸線與印刷電路板的垂線在同一方位面上，并且兩個波束的中心軸線與印刷電路板的垂線的夾角分別為45°，兩個波束