CN217846608U - 雷达装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雷达装置。所述雷达装置包括：雷达板、壳体、天线和天线罩，所述天线罩与所述壳体固定连接以形成空腔，所述雷达板位于所述空腔内，所述天线设置在所述雷达板的一侧表面上，所述天线罩位于所述天线的上方，并且所述天线罩的中部区域朝远离所述雷达板的方向凸出；其中，所述天线罩距离所述天线的中心收发点越远之处其厚度越大。本实用新型所述天线设置在所述雷达板的一侧表面上，所述天线罩位于所述天线的上方，并且所述天线罩的中部区域朝远离所述雷达板的方向凸出，所述天线罩距离所述天线的中心收发点越远之处其厚度越大，在收发大角度的电磁波时，其穿过天线罩的等效距离相近，减小天线罩对大角度电磁波增益衰减的影响。

Description

雷达装置

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达装置。

背景技术

随着大规模集成电路技术的发展，目前采用的车载毫米波防撞雷达***得到高度的集成，汽车毫米波雷达通常只包含天线以及数个射频收发和信号处理单片集成电路(MMIC)芯片。这样天线就成为汽车毫米波雷达有效工作的关键设计部件之一，同时，也成为毫米波车用雷达能否赢得市场的关键。

目前主流的毫米波雷达，根据不同应用场景需求，主要分为长距雷达(LRR)、中距雷达(MRR)和短距雷达(SRR)。天线罩作为雷达的重要结构部件之一，在不影响天线辐射性能的前提下可以保护天线部件不受外部因素的影响。现阶段常用的天线罩，厚度尺寸与工作频段波长相关，这种天线罩由于反射损耗和传输损耗性能指标较好，得到广泛应用。

对于中距和短距雷达，应具备较强的大角度探测能力，因而所设计的天线部件属于宽波束天线。而宽波束天线若使用普通天线罩，其方向图增益大小随角度的增加呈迅速下降趋势，严重影响雷达的大角度探测能力。这是由于目前天线罩材料的介电常数较高，当电磁波穿过天线罩时会产生较大的折射，且不同的入射角度对应了不同的透射传播距离，从而影响天线原本的辐射方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，本实用新型实施例提供一种雷达装置，旨在有效解决目前天线罩材料的介电常数较高，当电磁波穿过天线罩时会产生较大的折射，且不同的入射角度对应了不同的透射传播距离，从而影响天线原本的辐射方向。

根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种雷达装置，包括：雷达板、壳体、天线和天线罩，所述天线罩与所述壳体固定连接以形成空腔，所述雷达板位于所述空腔内，所述天线设置在所述雷达板的一侧表面上，所述天线罩位于所述天线的上方，并且所述天线罩的中部区域朝远离所述雷达板的方向凸出；其中，所述天线罩距离所述天线的中心收发点越远之处其厚度越大

进一步地，针对所述天线罩的内表面上符合下列条件的所有第一类型点，任意相距预设距离的两个所述第一类型点各自与所述天线的中心收发点的连线的长度之间的差值小于预设长度阈值：该点与所述天线的中心收发点的连线与经过所述天线的中心收发点且垂直于所述雷达板的直线形成的传播夹角不超过预设角度阈值。

进一步地，所述预设角度阈值为80度。

进一步地，针对所述天线罩的内表面上符合下列条件的所有第二类型点，任意相距所述预设距离的两个所述第二类型点各自与所述天线的中心收发点的连线的长度之间的差值不小于所述预设长度阈值：该点与所述天线的中心收发点的连线与经过所述天线的中心收发点且垂直于所述雷达板的直线形成的传播夹角超过所述预设角度阈值。

进一步地，针对每个所述第二类型点，该点与所述天线的中心收发点的连线的长度值与该点对应的传播夹角正相关，其中，所述传播夹角越大，所述长度值越高。

进一步地，所述第一类型点到所述雷达板的垂直高度大于所述第二类型点到所述雷达板的垂直高度。

进一步地，所述天线罩的内表面上的点到所述雷达板的垂直高度满足下式：S＝H*COS(θ)，其中，S为该点到所述雷达板的垂直高度，H为与0度传播夹角对应的所述天线罩的内表面上的点到所述雷达板的垂直高度，θ为该点对应的所述传播夹角。

进一步地，所述天线罩的内表面上的点所在位置的天线罩厚度满足下式：

其中d为该点所在位置的天线罩厚度，n为预设的天线罩厚度系数，λ为所述天线对应的电磁波的波长，ε为所述天线罩的等效介电常数，θ为该点对应的所述传播夹角。

进一步地，所述天线罩的内表面上对应传播夹角为0度的点处的天线罩的厚度最小。

进一步地，所述天线是宽波束天线。

本实用新型的优点在于，本实用新型所述天线设置在所述雷达板的一侧表面上，所述天线罩位于所述天线的上方，并且所述天线罩的中部区域朝远离所述雷达板的方向凸出，所述天线罩距离所述天线的中心收发点越远之处其厚度越大，在收发大角度的电磁波时，其穿过天线罩的等效距离相近，减小天线罩对大角度电磁波增益衰减的影响。另一方面，天线罩下表面在预设角度阈值内与天线的中心收发点的距离也相近，可以进一步的减小电磁波传播过程中的影响。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本实用新型实施例一提供的一种雷达装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一提供的雷达装置的剖面图。

图3为本实用新型实施例提供的雷达装置的增益图。

图4为本实用新型实施例二提供的一种雷达装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，为本实用新型实施例一提供的设备安装支架的结构示意图。所述雷达装置包括：雷达板30、壳体10、天线20和天线罩40。

结合参阅图2，所述天线罩40与所述壳体10固定连接以形成空腔50，所述雷达板30位于所述空腔50内，所述天线20设置在所述雷达板30的一侧表面上，所述天线罩40位于所述天线20的上方，并且所述天线罩40的中部区域朝远离所述雷达板30的方向凸出，其中，所述天线罩40距离所述天线20的中心收发点越远之处其厚度越大。

针对所述天线罩40的内表面42上符合下列条件的所有第一类型点，任意相距预设距离的两个所述第一类型点各自与所述天线20的中心收发点的连线的长度之间的差值小于预设长度阈值：该点与所述天线20的中心收发点的连线与经过所述天线20的中心收发点且垂直于所述雷达板30的直线形成的传播夹角不超过预设角度θ阈值。示例性地，所述预设角度θ阈值为80度。需要说明的是，以二维X-Y轴的平面直角坐标系为例，第一象限中直线A与Y轴之间形成夹角不超过80度，第二象限中直线B与Y轴形成的夹角不超过80均落入本实施例中所述的不超过预设角度θ阈值为80度。同样的将其放到三维空间中同样适用。

示例性地，所述第一类型点到所述雷达板30的垂直高度大于所述第二类型点到所述雷达板30的垂直高度。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上的点到所述雷达板30的垂直高度满足下式：S＝H*COS(θ)，其中，S为该点到所述雷达板30的垂直高度，H为与0度传播夹角对应的所述天线罩40的内表面42上的点到所述雷达板30的垂直高度，θ为该点对应的所述传播夹角。

示例性地，针对每个所述第二类型点，该点与所述天线20的中心收发点的连线的长度值与该点对应的传播夹角正相关，其中，所述传播夹角越大，所述长度值越高。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上的点所在位置的天线罩40厚度满足下式：

其中d为该点所在位置的天线罩40厚度，n为预设的天线罩40厚度系数，λ为所述天线20对应的电磁波的波长，ε为所述天线罩40的相对介电常数，θ为该点对应的所述传播夹角。天线罩厚度40为天线罩外表面41和对应的天线罩内表面42之间的距离。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上对应传播夹角为0度的点处的天线罩40的厚度最小。

示例性地，所述天线20是宽波束天线20。如图3所示，在实际设计中，对于中距雷达装置和短距雷达装置，应具备较强的大角度探测能力，因而所设计的天线20部件属于宽波束天线20。而宽波束天线20若使用普通天线罩40，其方向图增益大小随角度的增加呈迅速下降趋势，严重影响雷达的大角度探测能力。这是由于目前天线罩40材料的介电常数较高，当电磁波穿过天线罩40时会产生较大的折射，且不同的入射角度对应了不同的透射传播距离，从而影响天线20原本的辐射方向。因此需针对中距和短距雷达，减小传播因素的影响，使波束宽度尽量接近与无天线罩40情况。因此图3中本实施例中的雷达装置的增益图与未加天线罩40的增益图相近，雷达装置的性能明显优于图3中普通雷达装置的性能。

本实施例一所述天线20设置在所述雷达板30的一侧表面上，所述天线罩40位于所述天线20的上方，并且所述天线罩40的中部区域朝远离所述雷达板30的方向凸出，所述天线罩40距离所述天线20的中心收发点越远之处其厚度越大，在收发大角度的电磁波时，其穿过天线罩40的等效距离相近，减小经过天线罩40对电磁波的影响。另一方面，天线罩40下表面在预设角度θ阈值内与天线20的中心收发点的距离也相接近，可以进步的减小电磁波传播过程中的影响。

如图4所示，为本实用新型实施例二提供的设备安装支架的结构示意图。所述雷达装置包括：雷达板30、壳体10、天线20和天线罩40。

所述天线罩40与所述壳体10固定连接以形成空腔50，所述雷达板30位于所述空腔50内，所述天线20设置在所述雷达板30的一侧表面上，所述天线罩40位于所述天线20的上方，并且所述天线罩40的中部区域朝远离所述雷达板30的方向凸出，其中，所述天线罩40距离所述天线20的中心收发点越远之处其厚度越大。

针对所述天线罩40的内表面42上符合下列条件的所有第一类型点，任意相距预设距离的两个所述第一类型点各自与所述天线20的中心收发点的连线的长度之间的差值小于预设长度阈值：该点与所述天线20的中心收发点的连线与经过所述天线20的中心收发点且垂直于所述雷达板30的直线形成的传播夹角不超过预设角度θ阈值。示例性地，所述预设角度θ阈值为80度。需要说明的是，以二维X-Y轴的平面直角坐标系为例，第一象限中直线A与Y轴之间形成夹角不超过80度，第二象限中直线B与Y轴形成的夹角不超过80均落入本实施例中所述的不超过预设角度θ阈值为80度。同样的将其放到三维空间中同样适用。

示例性地，所述第一类型点到所述雷达板30的垂直高度大于所述第二类型点到所述雷达板30的垂直高度。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上的点到所述雷达板30的垂直高度满足下式：S＝H*COS(θ)，其中，S为该点到所述雷达板30的垂直高度，H为与0度传播夹角对应的所述天线罩40的内表面42上的点到所述雷达板30的垂直高度，θ为该点对应的所述传播夹角。

示例性地，针对每个所述第二类型点，该点与所述天线20的中心收发点的连线的长度值与该点对应的传播夹角正相关，其中，所述传播夹角越大，所述长度值越高。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上的点所在位置的天线罩40厚度满足下式：

其中d为该点所在位置的天线罩40厚度，n为预设的天线罩40厚度系数，λ为所述天线20对应的电磁波的波长，ε为所述天线罩40的等效介电常数，θ为该点对应的所述传播夹角。

示例性地，所述天线罩40的内表面42上对应传播夹角为0度的点处的天线罩40的厚度最小。

示例性地，所述天线20是宽波束天线20。在实际设计中，对于中距雷达装置和短距雷达装置，应具备较强的大角度探测能力，因而所设计的天线20部件属于宽波束天线20。而宽波束天线20若使用普通天线罩40，其方向图增益大小随角度的增加呈迅速下降趋势，严重影响雷达的大角度探测能力。这是由于目前天线罩40材料的介电常数较高，当电磁波穿过天线罩40时会产生较大的折射，且不同的入射角度对应了不同的透射传播距离，从而影响天线20原本的辐射方向。因此需针对中距和短距雷达，减小传播因素的影响，使波束宽度尽量接近与无天线罩40情况。因此图3中本实施例中的雷达装置的增益图与未加天线罩40的增益图相近，雷达装置的性能明显优于图3中普通雷达装置的性能。

本实施例二所述天线20设置在所述雷达板30的一侧表面上，所述天线罩40位于所述天线20的上方，并且所述天线罩40的中部区域朝远离所述雷达板30的方向凸出，所述天线罩40距离所述天线20的中心收发点越远之处其厚度越大，在收发大角度的电磁波时，其穿过天线罩40的等效距离相近，减小经过天线罩40对电磁波的影响。另一方面，天线罩40下表面在预设角度θ阈值内与天线20的中心收发点的距离也相接近，可以进步的减小电磁波传播过程中的影响。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种雷达装置，其特征在于，包括：雷达板、壳体、天线和天线罩，所述天线罩与所述壳体固定连接以形成空腔，所述雷达板位于所述空腔内，所述天线设置在所述雷达板的一侧表面上，所述天线罩位于所述天线的上方，并且所述天线罩的中部区域朝远离所述雷达板的方向凸出；

其中，所述天线罩距离所述天线的中心收发点越远之处其厚度越大。

2.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，针对所述天线罩的内表面上符合下列条件的所有第一类型点，任意相距预设距离的两个所述第一类型点各自与所述天线的中心收发点的连线的长度之间的差值小于预设长度阈值：该点与所述天线的中心收发点的连线与经过所述天线的中心收发点且垂直于所述雷达板的直线形成的传播夹角不超过预设角度阈值。

3.根据权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，所述预设角度阈值为80度。

4.根据权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，针对所述天线罩的内表面上符合下列条件的所有第二类型点，任意相距所述预设距离的两个所述第二类型点各自与所述天线的中心收发点的连线的长度之间的差值不小于所述预设长度阈值：该点与所述天线的中心收发点的连线与经过所述天线的中心收发点且垂直于所述雷达板的直线形成的传播夹角超过所述预设角度阈值。

5.根据权利要求4所述的雷达装置，其特征在于，针对每个所述第二类型点，该点与所述天线的中心收发点的连线的长度值与该点对应的传播夹角正相关，其中，所述传播夹角越大，所述长度值越高。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的雷达装置，其特征在于，所述第一类型点到所述雷达板的垂直高度大于所述第二类型点到所述雷达板的垂直高度。

7.根据权利要求6所述的雷达装置，其特征在于，所述天线罩的内表面上的点到所述雷达板的垂直高度满足下式：S＝H*COS(θ)，其中，S为该点到所述雷达板的垂直高度，H为与0度传播夹角对应的所述天线罩的内表面上的点到所述雷达板的垂直高度，θ为该点对应的所述传播夹角。

8.根据权利要求7所述的雷达装置，其特征在于，所述天线罩的内表面上的点所在位置的天线罩厚度满足下式：

其中d为该点所在位置的天线罩厚度，n为预设的天线罩厚度系数，λ为所述天线对应的电磁波的波长，ε为所述天线罩的相对介电常数，θ为该点对应的所述传播夹角。

9.根据权利要求2所述的雷达装置，其特征在于，所述天线罩的内表面上对应传播夹角为0度的点处的天线罩的厚度最小。

10.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，所述天线是宽波束天线。

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