CN217766841U - 全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测*** - Google Patents

Abstract

本申请提供一种全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***，涉及雷达测距技术领域。本申请通过将多个毫米波探测天线板各自的探测板面朝向设置为互不相交的状态，并使多个毫米波探测天线板各自的信号探测区域能够相互邻接形成360度扫描探测区域，确保信号处理单元在与每个毫米波探测天线板通信连接时，能够通过各毫米波探测天线板分别向外发射探测信号，并接收各毫米波探测天线板反馈的回波信号，而后对各毫米波探测天线板分别对应的探测信号及回波信号进行信号处理，实时地得到整个全向扫描雷达周围的环境点云数据，快速完成全向扫描操作，从而有效地提升雷达全向扫描效率。

Description

全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***

技术领域

本申请涉及雷达测距技术领域，具体而言，涉及一种全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***。

背景技术

随着科学技术的不断发展，雷达测距技术因能够测量雷达与目标之间的距离，被应用到无人机避障、汽车自动驾驶、机器人定位导航等先进技术领域中，用以360度地感知雷达周围环境状况，实现全向扫描效果。但值得注意的是，前述几种先进技术领域往往需要机器设备具备及时处理异常的能力，对全向扫描结果的获取效率就有了更高的要求，因此如何提升雷达的全向扫描效率便是当前亟需解决的一项技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***，能够快速完成全向扫描操作，得到雷达周围的实时环境点云数据。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种全向扫描雷达，所述全向扫描雷达包括信号处理单元及多个毫米波探测天线板，其中多个所述毫米波探测天线板各自的探测板面朝向互不相交，多个所述毫米波探测天线板各自的信号探测区域相互邻接形成360度扫描探测区域；

所述信号处理单元与每个所述毫米波探测天线板通信连接，用于通过各所述毫米波探测天线板分别向外发射探测信号，并接收各所述毫米波探测天线板反馈的回波信号。

在可选的实施方式中，所述全向扫描雷达还包括雷达基座，所述信号处理单元设置在所述雷达基座内，多个所述毫米波探测天线板可拆卸地安装在所述雷达基座的外侧表面上，并与所述信号处理单元电性连接。

在可选的实施方式中，至少一个所述毫米波探测天线板通过可拆分的导轨和滑槽之间的配合安装在所述雷达基座的外侧表面上，其中相互配合的导轨与滑槽尺寸契合；

所述导轨安装在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的滑槽开设在所述雷达基座的外侧表面上；或者

所述滑槽开设在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的导轨安装在所述雷达基座的外侧表面上。

在可选的实施方式中，至少一个所述毫米波探测天线板通过可分离的卡固件和卡槽之间的配合安装在所述雷达基座的外侧表面上，其中相互配合的卡固件和卡槽尺寸匹配，所述卡固件可伸入到对应匹配的卡槽内进行卡固；

所述卡固件安装在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的卡槽开设在所述雷达基座的外侧表面上；或者

所述卡槽开设在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的卡固件安装在所述雷达基座的外侧表面上。

在可选的实施方式中，每个所述毫米波探测天线板通过规格匹配的接线端子和接线插头之间的配合可插拔地连接到所述信号处理单元上；

所述接线端子安装在所述毫米波探测天线板上，对应匹配的接线插头安装在所述信号处理单元上；或者

所述接线插头安装在所述毫米波探测天线板上，对应匹配的接线端子安装在所述信号处理单元上。

在可选的实施方式中，每个所述毫米波探测天线板包括信号发射电路、信号接收电路及第一合路器；

所述信号发射电路与所述第一合路器电性连接，用于对所述信号处理单元经所述第一合路器传输的探测信号进行信号发射处理；

所述信号接收电路与所述第一合路器电性连接，用于接收与所述信号发射电路发射的探测信号匹配的回波信号，并经所述第一合路器将接收到的回波信号传输给所述信号处理单元。

在可选的实施方式中，所述信号发射电路包括功率放大器及发射天线；

所述功率放大器与所述第一合路器电性连接，用于对所述第一合路器输入的探测信号进行功率放大处理；

所述发射天线与所述功率放大器电性连接，用于将功率放大处理后的探测信号进行广播发射。

在可选的实施方式中，所述信号接收电路包括低噪声放大器及接收天线；

所述低噪声放大器与所述接收天线电性连接，用于对接收到的回波信号进行信号放大处理；

所述低噪声放大器与所述第一合路器电性连接，用于将信号放大处理后的回波信号经所述第一合路器传输给所述信号处理单元。

在可选的实施方式中，所述信号处理单元包括通讯开关、信号处理器、射频发射电路、射频接收电路及第二合路器；

所述信号处理器与所述射频发射电路电性连接，用于控制所述射频发射电路针对任意一个所述毫米波探测天线板生成待发射的探测信号；

所述通讯开关与每个所述毫米波探测天线板通信连接，所述射频发射电路经所述第二合路器与所述通讯开关电性连接，其中所述通讯开关用于将所述射频发射电路生成的探测信号发送给对应的毫米波探测天线板，并接收该毫米波探测天线板反馈的回波信号；

所述射频接收电路与所述第二合路器电性连接，用于获取所述第二合路器接收到的回波信号，并将自身的本振信号与获取到的回波信号进行混频处理，得到对应的差频信号；

所述信号处理器与所述射频接收电路电性连接，用于针对每个毫米波探测天线板，根据与该毫米波探测天线板对应的探测信号对匹配的差频信号进行傅里叶变换，得到该毫米波探测天线板在360度扫描探测区域内对应的环境点云数据。

在可选的实施方式中，所述射频发射电路包括射频发射机及锁相环；

所述信号处理器与所述锁相环电性连接，用于针对任意一个所述毫米波探测天线板指定待发射信号的信号相位；

所述锁相环与所述射频发射机电性连接，用于按照所述锁相环输出的信号相位进行射频信号生成处理，得到对应的探测信号。

在可选的实施方式中，所述射频接收电路包括射频接收机、运算放大器及模数转换器；

所述射频接收机用于获取第二合路器接收到的回波信号，并将自身的本振信号与所述回波信号进行混频处理，得到对应的差频信号；

所述运算放大器与所述射频接收机电性连接，用于对得到的差频信号进行运算放大处理；

所述模数转换器与所述运算放大器电性连接，用于对运算放大处理后的差频信号进行模数转换处理，得到所述差频信号所对应的差频离散数据，并将得到的差频离散数据传输给所述信号处理器进行傅里叶变换。

在可选的实施方式中，所述全向扫描雷达还包括点云传输单元；

所述点云传输单元与所述信号处理单元电性连接，用于将所述信号处理单元得到的全向扫描雷达周围的环境点云数据传输给与所述点云传输单元通信连接的终端设备。

在可选的实施方式中，所述全向扫描雷达还包括供电单元；

所述供电单元与信号处理单元、点云传输单元及每个毫米波探测天线板分别电性连接，用于向信号处理单元、点云传输单元及每个毫米波探测天线板分别提供电能。

第二方面，本申请提供一种可移动探测设备，所述可移动探测设备包括可移动机体及前述实施方式中任意一项所述的全向扫描雷达；所述全向扫面雷达安装于所述可移动机体。

在可选的实施方式中，所述全向扫描雷达可拆卸地安装于所述可移动机体，和/或，所述可移动机体可带动所述全向扫描雷达进行移动，以调整所述全向扫描雷达的雷达探测位置。

第三方面，本申请提供一种雷达探测***，所述雷达探测***包括终端设备及至少一个前述实施方式中任意一项所述的全向扫描雷达和/或至少一个前述实施方式所述的可移动探测设备；

所述终端设备与每个所述全向扫描雷达和/或每个所述可移动探测设备通信连接，用于获取任意一个所述全向扫描雷达和/或所述可移动探测设备周围的环境点云数据进行展示。

在此情况下，本申请任一实施例的有益效果包括以下内容：

本申请通过将多个毫米波探测天线板各自的探测板面朝向设置为互不相交的状态，并使多个毫米波探测天线板各自的信号探测区域能够相互邻接形成360度扫描探测区域，确保信号处理单元在与每个毫米波探测天线板通信连接时，能够通过各毫米波探测天线板分别向外发射探测信号，并接收各毫米波探测天线板反馈的回波信号，由此可以通过上述结构的全向扫描雷达及时获取自身周围环境的探测数据，相比于通过机械带动一个天线面板转动以实现全向扫描的方式，更有利于快速完成全向扫描操作，从而有效地提升雷达全向扫描效率，同时还可以简化天线面板转动所涉及的机械结构，进而在一定程度上降低成本。还可以为后续基于探测数据(即回波信号)来实时地得到整个全向扫描雷达周围的环境点云数据奠定基础。

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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的全向扫描雷达的外观示意图；

图2为本申请实施例提供的全向扫描雷达的组成示意图之一；

图3为本申请实施例提供的毫米波探测天线板的电路示意图；

图4为本申请实施例提供的信号处理单元的电路示意图；

图5为本申请实施例提供的全向扫描雷达的组成示意图之二；

图6为本申请实施例提供的雷达探测***的组成示意图。

图标：10-全向扫描雷达；11-雷达基座；12-毫米波探测天线板；13-信号处理单元；14-点云传输单元；15-供电单元；121-信号发射电路；122-信号接收电路；123-第一合路器；124-功率放大器；125-发射天线；126-低噪声放大器；127-接收天线；131-通讯开关；132-信号处理器；133-射频发射电路；134-射频接收电路；135-第二合路器；136-射频发射机；137-锁相环；138-射频接收机；139-运算放大器；1310-模数转换器；20-终端设备；30-雷达探测***；40-可移动探测设备。

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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“安装”、“相连”、“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。

申请人通过辛苦调研发现，现有全向扫描雷达通常是将单个毫米波检测板通过转台转动地检测雷达周围不同方向的环境状况来实现，整个全向扫描速率与转台速度相关，属于一种常规的分时复用的360度扫描模式，无法有效获取雷达周围的实时环境状况。

为此，申请人通过研发一种能够快速实现全向扫描操作的全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***，以有效获取雷达周围的实时环境状况。

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结合。

请参照图1及图2，其中图1是本申请实施例提供的全向扫描雷达10的外观示意图，图2是本申请实施例提供的全向扫描雷达10的组成示意图之一。在本申请实施例中，所述全向扫描雷达10可以包括多个毫米波探测天线板12，每个毫米波探测天线板12的探测板面朝向与其他毫米波探测天线板12的探测板面朝向互不相交，并且多个毫米波探测天线板12各自的信号探测区域相互邻接，以确保多个毫米波探测天线板12的信号探测区域能够连通形成该全向扫描雷达10的360度扫描探测区域。其中，毫米波探测天线板12的探测板面即为对应毫米波探测天线板12的能够发射/接收毫米波信号的天线板面，毫米波探测天线板12的信号探测区域用于表征对应毫米波探测天线板12的有效探测空间范围，毫米波探测天线板12的总数目为至少三个。

在本申请实施例中，所述全向扫描雷达10还可以包括雷达基座11，多个毫米波探测天线板12分布在所述雷达基座11的外侧表面上，每个毫米波探测天线板12的探测板面即为对应毫米波探测天线板12的远离雷达基座11的天线板面，以确保多个毫米波探测天线板12的探测板面朝向互不相交，每个毫米波探测天线板12能够对所述雷达基座11(全向扫描雷达10)周围的一个空间范围内的环境状况进行探测，从而通过多个毫米波探测天线板12各自的信号探测区域连通得到该全向扫描雷达10周围的360度扫描探测区域。

在本实施例的一种实施方式中，所述雷达基座11的外侧表面包括四个垂直于雷达探测水平面的基座侧面，所述毫米波探测天线板12的总数目为四个，每个毫米波探测天线板12单独安装在所述雷达基座11的一个所述基座侧面上，用于对所在基座侧面朝向的部分雷达周围环境状况进行探测。以雷达基座11包括前向基座侧面、后向基座侧面、左向基座侧面及右向基座侧面为例，可在前向基座侧面、后向基座侧面、左向基座侧面及右向基座侧面上分别部署一个毫米波探测天线板12，使每个毫米波探测天线板12负责探测自身所在基座侧面周围环境状况，以确保四个毫米波探测天线板12的信号探测区域能够相互连通形成包围雷达基座11的360度扫描探测区域。

在一些实施例中，所有毫米波探测天线板12均能够可拆卸地安装在所述雷达基座11上。其中，所述毫米波探测天线板12在所述雷达基座11上的可拆卸安装方式可以包括可拆分滑动安装方式、可分离卡合安装方式、可分离螺纹紧固方式中的任意一种或多种组合。

可选地，在一实施例中，若存在至少一个毫米波探测天线板12采用可拆分滑动安装方式安装在所述雷达基座11上，则所述至少一个毫米波探测天线板12可以直接通过可拆分的导轨和滑槽之间的滑动配合，来与所述雷达基座11进行固定。其中，能够相互滑动配合的导轨和滑槽尺寸契合，导轨在容置到对应匹配的滑槽内时能在可滑动方向(即导轨的长度延伸方向)上移动，致使导轨在进入或脱离对应匹配的滑槽时能通过滑动操作实现，所述导轨在容置到对应匹配的滑槽内时即代表对应毫米波探测天线板12已安装在所述雷达基座11上。在此过程中，同一毫米波探测天线板12所对应的导轨数目可以为多个，此时该毫米波探测天线板12所对应的多个导轨的长度延伸方向相互平行。

需要说明的是，通过导轨和滑槽的方式来实现毫米波探测天线板12安装在雷达基座11上后，可以通过在导轨和/或滑槽上设置限位件，以使毫米波探测天线板12能够稳固地安装在雷达基座11上，进而保证毫米波探测天线板12在后续探测工作过程中的安装稳定性。

在一种实施方式中，可将能够相互滑动配合的一组导轨和滑槽中的导轨安装在对应毫米波探测天线板12中朝向所述雷达基座11的天线板面上，并将对应匹配的滑槽开设在所述雷达基座11的外侧表面上。

在另一种实施方式中，可将能够相互滑动配合的一组导轨和滑槽中的滑槽开设在对应毫米波探测天线板12中朝向所述雷达基座11的天线板面上，并将对应匹配的导轨安装在所述雷达基座11的外侧表面上。

可选地，在一实施例中，若存在至少一个毫米波探测天线板12采用可分离卡合安装方式安装在所述雷达基座11上，则所述至少一个毫米波探测天线板12可以直接通过可分离的卡固件和卡槽之间的卡扣配合，来与所述雷达基座11进行固定。其中，能够相互卡扣配合的卡固件和卡槽尺寸匹配，卡固件能够伸入到对应匹配的卡槽内与卡槽所在部件进行卡合固定。同一毫米波探测天线板12所对应的卡固件数目可以为多个。

在一种实施方式中，可将能够相互卡扣配合的一组卡固件和卡槽中的卡固件安装在对应毫米波探测天线板12的朝向所述雷达基座11的天线板面上，并将对应匹配的卡槽开设在所述雷达基座11的外侧表面上。

在另一种实施方式中，可将能够相互卡扣配合的一组卡固件和卡槽中的卡槽开设在对应毫米波探测天线板12的朝向所述雷达基座11的天线板面上，并将对应匹配的卡固件安装在所述雷达基座11的外侧表面上。

可选地，在一实施例中，若存在至少一个毫米波探测天线板12采用可分离螺纹紧固方式安装在所述雷达基座11上，则可以在所述至少一个毫米波探测天线板12与所述雷达基座11的外侧表面上开设螺钉安装孔，并通过使同一螺钉在穿过毫米波探测天线板12的一个螺钉安装孔后伸入到所述雷达基座11的一个螺钉安装孔内进行螺纹紧固的方式，实现对应毫米波探测天线板12与所述雷达基座11之间的固定连接，同时可通过拆除螺钉的方式将对应毫米波探测天线板12与所述雷达基座11进行分离。

在一些实施例中，所述全向扫描雷达10还包括信号处理单元13。所述信号处理单元13与每个毫米波探测天线板12通信连接，用于通过各个毫米波探测天线板12分别向外发射以毫米波形式存在的探测信号，并接收每个毫米波探测天线板12反馈的与自身发射的探测信号匹配的回波信号，而后对每个毫米波探测天线板12处的探测信号及回波信号进行信号处理，以确定每个毫米波探测天线板12的探测板面朝向范围内的部分环境点云数据，进而通过将多个毫米波探测天线板12各自对应的部分环境点云数据进行拼接，得到所述全向扫描雷达10周围的环境点云数据。

在此过程中，所述信号处理单元13可在按照某种流程次序依次选取各毫米波探测天线板12单独发射探测信号，以按照该流程次序依次针对各毫米波探测天线板12单独执行回波信号处理操作，得到各毫米波探测天线板12分别对应的部分环境点云数据。

以前文提及的前向基座侧面、后向基座侧面、左向基座侧面及右向基座侧面各自对应的毫米波探测天线板12为例进行说明，若所述流程次序为前向探测、后向探测、左向探测及右向探测，此时所述信号处理单元13可优先选取前向基座侧面上的毫米波探测天线板12发射探测信号，并接收前向基座侧面上的毫米波探测天线板12所反馈的回波信号，接着针对前向基座侧面上的毫米波探测天线板12处理得到其负责的部分环境点云数据，而后参照前文对前向基座侧面上的毫米波探测天线板12的处理流程，依次对后向基座侧面上的毫米波探测天线板12、左向基座侧面上的毫米波探测天线板12及右向基座侧面上的毫米波探测天线板12进行处理。

此外，所述信号处理单元13也可在同一探测时刻通过各毫米波探测天线板12分别发射匹配的探测信号，以确保所述信号处理单元13能够及时地针对各毫米波探测天线板12分别执行回波信号处理操作，得到各毫米波探测天线板12分别在同一探测时刻的部分环境点云数据，以提升所述全向扫描雷达10的扫描结果实时性。其中，不同毫米波探测天线板12发射的探测信号可以相同，也可以存在频率差异和/或相位差异。

其中，值得注意的是，所述信号处理单元13在对同一毫米波探测天线板12所对应的探测信号及回波信号进行信号处理时，可通过确定匹配的探测信号的发射时间点与回波信号的接收时间点之间的时间差异，也可通过确定匹配的探测信号与回波信号之间的振幅差异和/或相位差异，还可通过匹配的探测信号对回波信号的傅里叶变换操作进行变换限制，来得到对应毫米波探测天线板12所负责的部分环境点云数据。

由此，本申请通过上述任一实施例提供的全向扫描雷达10，可以及时获取全向扫面雷达周围环境的探测数据，相比于通过机械带动一个天线面板转动以实现全向扫描的方式，更有利于快速完成全向扫描操作，从而有效地提升雷达全向扫描效率，同时还可以简化天线面板转动所涉及的机械结构，进而在一定程度上降低成本。还可以为后续信号处理单元13基于探测数据(即回波信号)来实时地得到整个全向扫描雷达10周围的环境点云数据奠定基础。

在一实施例中，每个所述毫米波探测天线板12可通过有线连接方式(例如，馈线连接)与所述信号处理单元13进行通信。此时，毫米波探测天线板12可直接通过规格匹配的接线端子和接线插头之间的配合可插拔地连接到所述信号处理单元13上，以实现对应连接的毫米波探测天线板12和信号处理单元13的通信连接，便于更换毫米波探测天线板12。其中，可将接线端子安装在毫米波探测天线板12上，对应匹配的接线插头安装在所述信号处理单元13上；也可将接线插头安装在毫米波探测天线板12上，对应匹配的端子安装在所述信号处理单元13上。

在一种实施方式中，所述信号处理单元13设置在所述雷达基座11内部，所述雷达基座11针对自身可安装的每个毫米波探测天线板12提供有接线通孔，所述接线通孔贯穿所述雷达基座11内部及外部，以便于每个毫米波探测天线板12所对应的接线端子及接线插头能够经所述接线通孔在所述雷达基座11内部或外部进行插拔连接。其中，将所述信号处理单元13设置在所述雷达基座11内部，可以配合上述多个毫米波探测天线板12的安装方式，有效优化所述全向扫描雷达10的空间体积分布结果。

在另一种实施方式中，所述信号处理单元13设置在所述雷达基座11内部，所述信号处理单元13所连接的接线端子或接线插头布设在所述雷达基座11的外侧表面上，以在所述雷达基座11外部暴露出自身的可插接部位，便于所述雷达基座11上安装的毫米波探测天线板12使用接线插头或接线端子与所述可插接部位进行插拔连接。

在一实施例中，每个所述毫米波探测天线板12可通过无线连接方式与所述信号处理单元13进行通信。此时，可在每个所述毫米波探测天线板12上配置无线通讯模块，并在所述信号处理单元13处也配置无线通讯模块，使所述毫米波探测天线板12与所述信号处理单元13通过在无线通讯模块之间建立通信，确保所述雷达基座11上安装的毫米波探测天线板12能够与所述信号处理单元13进行通信。

在一些实施例中，每个毫米波探测天线板12可采用MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)技术实现其信号辐射功能及信号接收功能，并同步改善通信质量。下面以图3所示的毫米波探测天线板12的电路示意图为例，对单个毫米波探测天线板12的具体组成进行详细说明。

在一实施例中，每个所述毫米波探测天线板12可以包括信号发射电路121、信号接收电路122及第一合路器123，其中所述信号发射电路121用于实现对应毫米波探测天线板12的毫米波信号辐射功能，所述信号接收电路122用于实现对应毫米波探测天线板12的回波信号接收功能，所述第一合路器123用于实现所述信号处理单元13与所述信号发射电路121之间的数据交互，或实现所述信号处理单元13与所述信号接收电路122之间的数据交互。

在一实施例中，每个毫米波探测天线板12中的信号发射电路121与第一合路器123电性连接，以便于第一合路器123在接收到信号处理单元13传输的探测信号时，由第一合路器123将接收到的探测信号转交给信号发射电路121进行信号发射处理。

其中，所述信号发射电路121可以包括功率放大器124及发射天线125。所述发射天线125与所述功率放大器124电性连接，所述功率放大器124与所述第一合路器123电性连接，其中所述功率放大器124用于将第一合路器123输入的探测信号进行功率放大处理，使所述发射天线125得以在合适的发送功率下对处理后的探测信号进行广播发射。

在一实施例中，每个毫米波探测天线板12中的信号接收电路122与第一合路器123电性连接，以便于该信号接收电路122能够有效接收同一毫米波探测天线板12中的信号发射电路121所发射的探测信号在遇到障碍物后反射的回波信号，并由该信号接收电路122将接收到的回波信号经所述第一合路器123传输给所述信号处理单元13。

其中，所述信号接收电路122可以包括低噪声放大器126及接收天线127。所述低噪声放大器126与所述接收天线127电性连接，所述低噪声放大器126与所述第一合路器123电性连接，其中所述低噪声放大器126用于将所述接收天线127接收到的回波信号进行信号放大处理，使第一合路器123得以将信号放大处理后的回波信号传输给所述信号处理单元13。

在一实施例中，同一毫米波探测天线板12处的发射天线125的数目为多个且接收天线127的数目也为多个，多个所述发射天线125与多个所述接收天线127呈阵列分布，以确保该毫米波探测天线板12能够对自身探测板面朝向空间范围内的环境状况进行有效探测。

可以理解的是，图3所示的框图仅为所述毫米波探测天线板12的一种组成示意图，所述毫米波探测天线板12还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请中，所述信号处理单元13能够有效控制不同毫米波探测天线板12发射探测信号，并接收对应毫米波探测天线板12反馈的回波信号，进而针对每个毫米波探测天线板12确定出其负责的环境点云数据。下面以图4所示的信号处理单元13的电路示意图为例，对所述信号处理单元13的具体组成进行详细说明。

在本实施例中，所述信号处理单元13包括通讯开关131、信号处理器132、射频发射电路133、射频接收电路134及第二合路器135。其中，所述通讯开关131与每个所述毫米波探测天线板12通信连接，用于建立所述信号处理单元13与各毫米波探测天线板12之间的可导通/断开的信号传输通道。

所述信号处理器132与所述射频发射电路133电性连接，用于控制所述射频发射电路133针对任意一个所述毫米波探测天线板12生成待发射的探测信号。其中，所述信号处理器132可单独针对特定的某个毫米波探测天线板12生成匹配的探测信号，也可针对多个毫米波探测天线板12生成通用的探测信号。所述信号处理器132可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(DigitalSignal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的至少一种。

所述通讯开关131经所述第二合路器135与所述射频发射电路133电性连接，用于导通所述射频发射电路133与所针对的毫米波探测天线板12之间的信号传输通道，并将所述射频发射电路133生成的探测信号发送给对应的毫米波探测天线板12，并接收该毫米波探测天线板12反馈的回波信号。

在本实施例的一种实施方式中，所述通讯开关131可以包括多个通道开关，每个通道开关对应连接所述第二合路器135与一个毫米波探测天线板12，用于断开或导通该通道开关所对应的信号传输通道；针对需要发射探测信号的毫米波探测天线板，所述通讯开关131可通过控制与所述需要发射探测信号的毫米波探测天线板相连的通道开关导通，确保所述射频发射电路133能够将生成的探测信号发送给所述需要发射探测信号的毫米波探测天线板，并通过控制其他毫米波探测天线板所连的通道开关断开，确保除了需要发射探测信号的毫米波探测天线板以外的其他毫米波探测天线板不会发射所述射频发射电路133生成的探测信号。

以前文提及的前向基座侧面、后向基座侧面、左向基座侧面及右向基座侧面各自对应的毫米波探测天线板12为例进行说明：若所述射频发射电路133当前生成的探测信号是针对前向基座侧面上的毫米波探测天线板12，则需控制所述通讯开关131包括的与所述前向基座侧面上的毫米波探测天线板12相连的通道开关导通并控制所述通讯开关131包括的其他通道开关断开，以将所述射频发射电路133当前生成的探测信号传输给所述前向基座侧面上的毫米波探测天线板12；若所述射频发射电路133当前生成的探测信号是针对所有毫米波探测天线板12，则需控制所述通讯开关131包括的所有通道开关导通，以将所述射频发射电路133当前生成的探测信号传输给每个毫米波探测天线板12。

在本实施例中，所述射频接收电路134与所述第二合路器135电性连接，用于获取所述第二合路器135接收到的回波信号，并将自身的本振信号与获取到的回波信号进行混频处理，得到对应的差频信号。

所述信号处理器132与所述射频接收电路134电性连接，用于针对每个毫米波探测天线板12，根据与该毫米波探测天线板12对应的探测信号对匹配的差频信号进行傅里叶变换，得到该毫米波探测天线板12在360度扫描探测区域内对应的环境点云数据。

其中，所述射频发射电路133可以包括射频发射机136及锁相环137。所述信号处理器132与所述锁相环137电性连接，用于针对任意一个毫米波探测天线板12指定待发射信号的信号相位。所述锁相环137与所述射频发射机136电性连接，用于按照所述锁相环137输出的信号相位进行射频信号生成处理，得到对应的探测信号。

在本实施例的一种实施方式中，所述信号处理器132可基于SPI(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)协议向所述锁相环137发送包括有所述信号相位的信令信号，使从所述锁相环137输出的信令信号能够输入到所述射频发射机136中，以触发所述射频发射机136在毫米波脉冲信号的基础上生成对应的探测信号。

所述射频接收电路134可以包括射频接收机138、运算放大器139及模数转换器1310。所述射频接收机138用于获取第二合路器135接收到的回波信号，并将自身的本振信号与所述回波信号进行混频处理，得到对应的差频信号。所述运算放大器139与所述射频接收机138电性连接，用于对得到的差频信号进行运算放大处理。所述模数转换器1310与所述运算放大器139电性连接，用于对运算放大处理后的差频信号进行模数转换处理，得到所述差频信号所对应的差频离散数据，并将得到的差频离散数据传输给所述信号处理器132进行傅里叶变换。

在本实施例的一种实施方式中，所述模数转换器1310可通过对输入的差频信号进行信号采样，得到对应的差频离散数据；所述信号处理器132可通过对一个毫米波探测天线板12所对应的差频离散数据进行一维傅里叶变换，得到该毫米波探测天线板12的探测板面朝向空间范围内的不同障碍物与所述全向扫描雷达10之间的距离分布状况，即得到该毫米波探测天线板12在360度扫描探测区域内对应的环境点云数据。

在本实施例中，所述信号处理单元13在发送探测信号时，可将所述射频接收电路134中的射频发射机136置于开启状态，并将所述射频接收电路134中的射频接收机138置于关闭状态，以确保所述射频发射机136能够有效地发送所述探测信号。所述信号处理单元13在发送完所述探测信号时，可将所述射频接收电路134中的射频发射机136置于关闭状态，并将所述射频接收电路134中的射频接收机138置于开启状态，以确保所述射频接收机138能够有效接收对应毫米波探测天线板12反馈的回波信号。

可以理解的是，图4所示的框图仅为所述信号处理单元13的一种组成示意图，所述信号处理单元13还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

可选地，请参照图5，图5是本申请实施例提供的全向扫描雷达10的组成示意图之二。在本申请实施例中，所述全向扫描雷达10还可以包括点云传输单元14。所述点云传输单元14与外部终端设备通信连接，并与所述信号处理单元13电性连接，用于将所述信号处理单元13得到的所述全向扫描雷达10周围的环境点云数据传输给与所述点云传输单元14通信连接的终端设备，和/或将所述终端设备下达的扫描控制指令发送给所述信号处理单元13，使所述全向扫描雷达10执行全向扫描操作。其中，所述点云传输单元14可以包括CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)通信芯片和/或LAN(Local Area Network，局域网)通信芯片等，使所述点云传输单元14得以通过有线通信网络和/或无线通信网络与终端设备通信连接；所述终端设备可以是移动终端、无人机遥控设备、无人机指挥平台等。

在本申请实施例中，所述全向扫描雷达10还可以包括供电单元15。所述供电单元15与所述信号处理单元13、所述点云传输单元14及每个毫米波探测天线板12分别电性连接，用于向所述信号处理单元13、所述点云传输单元14及每个所述毫米波探测天线板12分别提供电能。

可以理解的是，本申请实施例还可以提供一种具有移动式全向扫描功能的可移动探测设备，所述可移动探测设备可以包括可移动机体及上述全向扫描雷达10，其中，该全向扫描雷达10安装于可移动机体。所述可移动机体可以是，但不限于，汽车、游轮、飞机、无人机、遥控车等。

由此，安装有全向扫描雷达10的可移动机体可以快速地通过全向扫描雷达10获取可移动机体周围的环境信息，以及时应对障碍物或目标物。

在一些实施例中，所述全向扫描雷达10可拆卸地安装在所述可移动机体上，由所述可移动机体带动所述全向扫描雷达10进行移动，以调整所述全向扫描雷达10当前的雷达探测位置，便于所述全向扫描雷达10对不同方位的待探测区域进行环境点云数据采集，可满足可移动机体更多不同的应用需求。

此外，本申请实施例还可以提供一种采用上述全向扫描雷达10和/或可移动探测设备构成的雷达探测***。可选地，请参照图6，图6是本申请实施例提供的雷达探测***30的组成示意图。在本申请实施例中，所述雷达探测***30可以包括终端设备20及至少一个上述的全向扫描雷达10和/或至少一个上述的可移动探测设备40，其中不同全向扫描雷达10的安装位置互不相同，不同可移动探测设备40的移动方向、移动速度、移动起点、移动终点及移动方式可以部分相同，也可以完全不同。所述终端设备20与每个所述全向扫描雷达10和/或每个所述可移动探测设备40通信连接，用于获取任意一个所述全向扫描雷达10和/或所述可移动探测设备40周围的环境点云数据进行展示，以便于用户直观地了解到每个全向扫描雷达10和/或每个可移动探测设备40周围的环境状况。

综上所述，在本申请实施例提供的一种全向扫描雷达、可移动探测设备及雷达探测***中，本申请通过将多个毫米波探测天线板各自的探测板面朝向设置为互不相交的状态，并使多个毫米波探测天线板各自的信号探测区域能够相互邻接形成360度扫描探测区域，确保信号处理单元在与每个毫米波探测天线板通信连接时，能够通过各毫米波探测天线板分别向外发射探测信号，并接收各毫米波探测天线板反馈的回波信号，有利于快速完成全向扫描操作，从而有效地提升雷达全向扫描效率。并为后续对各毫米波探测天线板分别对应的探测信号及回波信号进行信号处理，实时地得到整个全向扫描雷达周围的环境点云数据奠定良好的基础。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种全向扫描雷达，其特征在于，所述全向扫描雷达包括信号处理单元及多个毫米波探测天线板，其中多个所述毫米波探测天线板各自的探测板面朝向互不相交，多个所述毫米波探测天线板各自的信号探测区域相互邻接形成360度扫描探测区域；

所述信号处理单元与每个所述毫米波探测天线板通信连接，用于通过各所述毫米波探测天线板分别向外发射探测信号，并接收各所述毫米波探测天线板反馈的回波信号。

2.根据权利要求1所述的全向扫描雷达，其特征在于，所述全向扫描雷达还包括雷达基座，所述信号处理单元设置在所述雷达基座内，多个所述毫米波探测天线板可拆卸地安装在所述雷达基座的外侧表面上，并与所述信号处理单元电性连接。

3.根据权利要求2所述的全向扫描雷达，其特征在于，至少一个所述毫米波探测天线板通过可拆分的导轨和滑槽之间的配合安装在所述雷达基座的外侧表面上，其中相互配合的导轨与滑槽尺寸契合；

所述导轨安装在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的滑槽开设在所述雷达基座的外侧表面上；或者

所述滑槽开设在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的导轨安装在所述雷达基座的外侧表面上。

4.根据权利要求2所述的全向扫描雷达，其特征在于，至少一个所述毫米波探测天线板通过可分离的卡固件和卡槽之间的配合安装在所述雷达基座的外侧表面上，其中相互配合的卡固件和卡槽尺寸匹配，所述卡固件可伸入到对应匹配的卡槽内进行卡固；

所述卡固件安装在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的卡槽开设在所述雷达基座的外侧表面上；或者

所述卡槽开设在所述毫米波探测天线板中朝向所述雷达基座的天线板面上，对应匹配的卡固件安装在所述雷达基座的外侧表面上。

5.根据权利要求2所述的全向扫描雷达，其特征在于，每个所述毫米波探测天线板通过规格匹配的接线端子和接线插头之间的配合可插拔地连接到所述信号处理单元上；

所述接线端子安装在所述毫米波探测天线板上，对应匹配的接线插头安装在所述信号处理单元上；或者

所述接线插头安装在所述毫米波探测天线板上，对应匹配的接线端子安装在所述信号处理单元上。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的全向扫描雷达，其特征在于，每个所述毫米波探测天线板包括信号发射电路、信号接收电路及第一合路器；

所述信号发射电路与所述第一合路器电性连接，用于对所述信号处理单元经所述第一合路器传输的探测信号进行信号发射处理；

所述信号接收电路与所述第一合路器电性连接，用于接收与所述信号发射电路发射的探测信号匹配的回波信号，并经所述第一合路器将接收到的回波信号传输给所述信号处理单元。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的全向扫描雷达，其特征在于，所述信号处理单元包括通讯开关、信号处理器、射频发射电路、射频接收电路及第二合路器；

所述信号处理器与所述射频发射电路电性连接，用于控制所述射频发射电路针对任意一个所述毫米波探测天线板生成待发射的探测信号；

所述通讯开关与每个所述毫米波探测天线板通信连接，所述射频发射电路经所述第二合路器与所述通讯开关电性连接，其中所述通讯开关用于将所述射频发射电路生成的探测信号发送给对应的毫米波探测天线板，并接收该毫米波探测天线板反馈的回波信号；

所述射频接收电路与所述第二合路器电性连接，用于获取所述第二合路器接收到的回波信号，并将自身的本振信号与获取到的回波信号进行混频处理，得到对应的差频信号；

所述信号处理器与所述射频接收电路电性连接，用于针对每个毫米波探测天线板，根据与该毫米波探测天线板对应的探测信号对匹配的差频信号进行傅里叶变换，得到该毫米波探测天线板在360度扫描探测区域内对应的环境点云数据。

8.一种可移动探测设备，其特征在于，所述可移动探测设备包括可移动机体及权利要求1-7中任意一项所述的全向扫描雷达；所述全向扫面雷达安装于所述可移动机体。

9.根据权利要求8所述的可移动探测设备，其特征在于，所述全向扫描雷达可拆卸地安装于所述可移动机体，和/或，所述可移动机体可带动所述全向扫描雷达进行移动，以调整所述全向扫描雷达的雷达探测位置。

10.一种雷达探测***，其特征在于，所述雷达探测***包括终端设备及至少一个权利要求1-7中任意一项所述的全向扫描雷达和/或至少一个权利要求8或9所述的可移动探测设备；

所述终端设备与每个所述全向扫描雷达和/或每个所述可移动探测设备通信连接，用于获取任意一个所述全向扫描雷达和/或所述可移动探测设备周围的环境点云数据进行展示。

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