CN103163503A

CN103163503A - 雷达设备及其组装方法

Info

Publication number: CN103163503A
Application number: CN2012105268436A
Authority: CN
Inventors: 李在殷; 崔承云; 金民锡; 郑圣熹
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: Halla Creedong Electronics Co ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN103163503B; US20130147657A1; US9121928B2; KR20130065166A; DE102012023940A1; KR101426584B1

Abstract

本发明公开一种缩减尺寸且简化部件数目的雷达设备，以及一种装配所述雷达设备的方法。

Description

雷达设备及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种雷达设备及其组装方法。

背景技术

现有的雷达设备包括一安装有一雷达天线模块的印刷电路板（PCB），一安装有一射频电路模块的印刷电路板，其中，安装有所述雷达天线模块的印刷电路板与安装有所述射频电路模块的印刷电路板彼此分开设置。该雷达设备还包括一发射模块，用以在设安装有所述雷达天线模块的印刷电路板与安装有所述射频电路模块的印刷电路板之间传送信号。这样就产生一个问题，该雷达设备的尺寸不可避免地增加了。

此外，由于现有雷达设备包括一连接模块，用以连接一安装有一信号处理电路模块的印刷电路板和一安装有所述射频电路模块的印刷电路板，因此其中也有一个问题，该雷达设备的尺寸不可避免地增加了。

正因如此，在运载工具上装载雷达设备的位置将不可避免地被限制。

发明内容

因此，本发明已经作出努力来解决现有技术出现的上述问题，本发明的一个目的是提供一种缩减尺寸且简化部件数目的雷达设备及其组装方法。

为了实现这一目的，本发明提供一种雷达设备，包括：一第一印刷电路板，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，其中，一射频电路模块穿过一孔以导线连接至第一印刷电路板；一第二印刷电路板，安装有一信号处理电路模块；以及一基板，其上表面联接至所述第一印刷电路板下表面，其下表面联接至所述第二印刷电路板上表面。

本发明还包括一保护部件可以联接至所述第一印刷电路板上表面，用以保护以导线连接至所述第一印刷电路板的所述射频电路模块。

所述射频电路模块的一端连接至所述雷达天线模块，另一端连接至所述基带电路模块。

所述基带电路模块将所述射频电路模块输出的一模拟信号转变为一数字信号并将所述数字信号输入所述信号处理模块，或将所述信号处理模块输出的一数字信号转变为一模拟信号并将所述模拟信号输入所述射频电路模块。

根据本发明的另一变形实施例，提供一种雷达设备，包括：一第一印刷电路板，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，其中，一射频电路模块以导线连接并坐落在第一印刷电路板上；一第二印刷电路板，安装有一信号处理电路模块；以及一基板，其上表面联接至所述第一印刷电路板的下表面，且其下表面联接至所述第二印刷电路板的上表面。

根据本发明的另一变形实施例，提供一种雷达设备组装方法，包括：安装一雷达天线模块至一第一印刷电路板上表面；并安装一基带电路模块至所述第一印刷电路板下表面；联接所述第一印刷电路板下表面至一基板上表面；以导线连接一射频电路模块至所述第一印刷电路板；以及联接一第二印刷电路板上表面至一基板下表面。

在以导线连接所述射频电路模块的步骤中，所述射频电路模块穿过所述第一印刷电路板安装在所述基板上，或者，直接安装在所述基板上。

在以导线连接所述射频电路模块的步骤之后，该方法还包括：联接一保护部件至所述第一印刷电路板上表面，用以保护以导线连接至所述第一印刷电路板的所述射频电路模块。

根据本发明，可以提供一种缩减尺寸且简化部件数目的雷达设备及其组装方法。

正因如此，在运载工具上装载雷达设备的位置的自由度，诸如此类，可以被增强。

附图说明

结合附图做出下述详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得更加明显，图中：

图1为本发明典型实施例1的雷达设备的框图；

图2 为本发明典型实施例1的雷达设备的分解透视图；

图3 为本发明典型实施例1的雷达设备的电路示意图；

图4为本发明典型实施例2的雷达设备的分解透视图；

图5为本发明典型实施例2的雷达设备的电路示意图；

图6 为本发明典型实施例1、2的雷达设备中第一电路印刷板上表面的结构示意图；

图7为本发明另一典型实施例的雷达设备的组装流程图。

具体实施方式

在下文中，本发明的典型实施例将参照附图来进行说明。在下文的说明中，不同附图中所示的相同元件将会被设定成相同的参考标号。此外，在本发明的以下说明中，若文中已知结构和功能可能导致本发明的主题不清楚，该已知结构和功能的详细说明将被省略，

此外，第一、第二、A、B、（一）、（二）或类似的用语可以在本文中用以说明本发明的组成部分。其中每一个用语都不是用于定义某一相应的部件的本质、顺序或序列，而是仅用于从其他部件中区分相应的部件。应当指出，如果在本说明书中说明，一个部件“连接”、“联接”或“结合”至另一个组件，可能有第三部件“连接”、“联接”或“结合”在第一部件和第二部件之间，当然也可以直接“连接”、“联接”或“结合”第一部件和第二部件。

图1为本发明典型实施例1的雷达设备100的框图。

参考图1，本发明典型实施例1的雷达设备100包括：一第一印刷电路板120，其上表面安装有一雷达天线模块且以导线连接一射频（Radio Frequency）模块，其下表面安装有一基带电路模块；一第二印刷电路板140，安装有一信号处理电路模块，用以处理从基带电路模块输出的数字信号来测知周围环境；以及一基板130，其上表面联接至第一印刷电路板120下表面，其下表面联接至第二印刷电路板140上表面。

如上所述，本发明典型实施例1的雷达设备100，一雷达天线模块和一射频电路模块安装在一单块印刷电路板（如第一印刷电路板120）上，而不是分别安装在不同电路板上。因此，本发明典型实施例1的雷达设备100并不包括一用于在雷达天线模块和射频电路模块之间进行信号传输的传输模块。结果就是，雷达设备100可以小型化。

此外，在本发明典型实施例1的雷达设备100中，基带电路模块在第一印刷电路板120的下表面运行，以便安装在第二印刷电路板上140的信号处理电路模块可以直接进行信号处理。

上述结构的信号传输过程如下：通过安装在第一印刷电路板120上表面的雷达天线模块接收的一模拟信号，通过以导线连接在第一印刷电路板120上表面的射频电路模块以及安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块转换为一数字信号，然后再输入至安装在第二印刷电路板140的信号处理电路模块。

从安装在第二印刷电路板140的信号处理电路模块输出的数字信号，通过安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块转换为模拟信号，转换成的模拟信号通过以导线连接在第一印刷电路板120上表面的射频电路模块以及安装在第一印刷电路板120上表面的雷达天线模块传输。

其间，雷达天线模块和射频电路模块在第一印刷电路板120上表面运行，且基带电路模块在上述的第一印刷电路板120下表面运行，信号发送/接收功能和ADC（模数转换）/ DAC（数模转换）功能都可以通过单块第一印刷电路板120实现。

为了这一目的，第一印刷电路板120可以包括一高频段的PCB部分（例如聚四氟乙烯PCB部分）和一个低频段PCB单元（例如FR4 PCB部分），其中，第一印刷电路板120的上表面为高频段PCB部分（例如，特氟隆PCB部分），第一印刷电路板120的下表面为低频段的PCB部分（例如，FR4 PCB部分）。此处所用的术语“高频”和“低频”是一个相对的概念。

如上所述，在本发明典型实施例1的雷达设备100中，本发明典型实施例1的射频电路模块可以为包括一功率放大器、一分配器、一混频器和一VCO（压控振荡器）的一芯片，以便雷达天线模块和射频电路模块可以被安装在一个单块印刷电路板的上表面（如第一印刷电路板120），而不是分别安装在不同的印刷电路板上。

这样一电路模块被以导线连接至第一印刷电路板120以接触第一印刷电路板120。因此，在本发明典型实施例1的雷达设备100可以设有一保护部件110用以保护射频电路模块200，其中，保护部件110联接至第一印刷电路板120上表面。

此外，射频电路模块被以导线连接至第一印刷电路板120上表面，其中，所述射频电路模块可以设于第一印刷电路板120上或基板130上。

在下文中，射频电路模块设于第一电路板120上的雷达设备100，将会参考图2和图3进行说明，射频电路模块设于基板130上的雷达设备100，将会参考图4和图5进行说明。

图2 为本发明典型实施例1的雷达设备100的分解透视图。

参考图2，雷达设备100包括：一第一印刷电路板120，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，其中，一射频电路模块200穿过一个或多个孔以导线连接至第一印刷电路板120；一第二印刷电路板140，安装有一信号处理电路模块；以及一基板130，其上表面联接至第一印刷电路板120下表面，其下表面联接至第二印刷电路板140上表面。

如上所述，在本发明典型实施例1的雷达设备100中，本发明典型实施例1的射频电路模块200可以为一芯片，以便雷达天线模块和射频电路模块200可以被安装在一个单块印刷电路板的上表面（如第一印刷电路板120），而不是分别安装在不同的印刷电路板上。因此，下文中的射频电路模块可以被称为一射频设备。

射频电路模块200被以导线连接至第一印刷电路板120，如此，射频电路模块200的一端连接至安装在第一印刷电路板120上表面的雷达天线模块，另一端连接至安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块。

安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块将射频电路模块200输出的一模拟信号转变为一数字信号并将该数字信号输入信号处理模块，或将信号处理模块输出的一数字信号转变为一模拟信号并将该模拟信号输入射频电路模块200。

在基板130的上表面，形成至少一螺柱131，以便射频电路模块200可以通过第一印刷电路板120上的至少一孔定位并组装。除螺柱131外的其余空间可以作为基板在第一印刷电路板120下表面的安装空间。因此，雷达设备100中的无效空间可以被减小，使得雷达设备100的尺寸可以尽量被减小。

同时，本发明典型实施例1的雷达设备100可以提供一保护部件110，联接至第一印刷电路板120上表面，用以保护以导线连接至第一印刷电路板120的射频电路模块200。此处，保护部件110可以用金属材料制成。

保护部件110设有至少一槽111，用以作为连接安装在所述第一印刷电路板上表面的所述雷达天线模块和以导线连接在第一印刷电路板120上表面的射频电路模块200的导线的通道。

上述图2所示的本发明典型实施例1的雷达设备100可以通过图3的电路图表示出来。

参考图3，在第一印刷电路板120上表面安装有一雷达天线模块（一发射天线和一接收天线），在第一印刷电路板120下表面安装有一基带电路模块310。如图2所示，一射频电路模块200穿过第一印刷电路板120坐落于一基板130上，射频电路模块200以导线连接至第一印刷电路板120，从而连接至第一印刷电路板120以形成一电路。此外，射频电路模块200由保护部件110保护。

安装在第一印刷电路板120下表面的一基带电路模块310被连接至一安装在第二印刷电路板140上的一信号处理电路模块320以形成一电路。

此外，保护部件110、第一印刷电路板120、射频电路模块200以及第二印刷电路板140通过基板130被彼此联接（安装）。

基板130，用于作为一联接结构和用于安放射频电路模块200，也可以用于转移在雷达设备100产生的热量和屏蔽噪音。

图4为本发明典型实施例2的雷达设备100的分解透视图。

参考图4，雷达设备100包括：一第一印刷电路板120，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，一射频电路模块以导线连接并坐落在第一印刷电路板120上；一第二印刷电路板140，安装有一信号处理电路模块；以及一基板130，其上表面联接至第一印刷电路板120下表面，其下表面联接至第二印刷电路板140上表面。

如上所述，本发明典型实施例2的雷达设备100，一雷达天线模块和一射频电路模块并不是分别安装在不同电路板上，在本实施例中，射频电路模块400可以安装在一芯片上以便雷达天线模块和射频电路模块400可以安装在一单块印刷电路板（如第一印刷电路板120）上。因此，下文中的射频电路模块可以被称为一射频设备。

射频电路模块400以导线连接并坐落于第一印刷电路板120上，如此，射频电路模块400的一端连接至安装在第一印刷电路板120上表面的雷达天线模块，另一端连接至安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块。

安装在第一印刷电路板120下表面的基带电路模块将射频电路模块400输出的一模拟信号转变为一数字信号并将该数字信号输入信号处理模块，或将信号处理模块输出的一数字信号转变为一模拟信号并将该模拟信号输入射频电路模块400。

同时，雷达设备100可以提供一保护部件110，联接至第一印刷电路板120上表面，用以保护以导线连接并坐落在第一印刷电路板120的射频电路模块400。

此处，保护部件110可以用金属材料制成。

保护部件110设有至少一槽111，用以作为连接安装在所述第一印刷电路板上表面的所述雷达天线模块和以导线连接在第一印刷电路板120上表面的射频电路模块400的导线的通道。

上述图4所示的本发明典型实施例2的雷达设备100可以通过图5的电路图表示出来。

参考图5，在第一印刷电路板120上表面安装有一雷达天线模块（一发射天线和一接收天线），在第一印刷电路板120下表面安装有一基带电路模块510。如图4所示，一射频电路模块400穿过第一印刷电路板120坐落于一基板130上，射频电路模块400以导线连接至第一印刷电路板120，从而连接至第一印刷电路板120以形成一电路。此外，射频电路模块400由保护部件110保护。

安装在第一印刷电路板120下表面的一基带电路模块510被连接至一安装在第二印刷电路板140上的一信号处理电路模块520以形成一电路。

此外，保护部件110、第一印刷电路板120、射频电路模块400以及第二印刷电路板140通过基板130被彼此联接（安装）。

基板130，用于作为一联接结构，也可以用于转移在雷达设备100产生的热量和屏蔽噪音。

此时，前文中参考图2和图3说明的本发明典型实施例1的雷达设备100及参考图4和图5说明的本发明典型实施例2的雷达设备100中第一印刷电路板120的上表面结构将会参考图6作进一步说明。

图6 为本发明典型实施例1、2的雷达设备100中的第一电路印刷板120上表面的结构示意图。

第一电路印刷板120上表面包括用于安装所述雷达天线模块的一第一部分610和用于以导线连接射频电路模块200或400的一第二部分620。

保护部件110连接至第一电路印刷板120上表面的第二部分620，用以覆盖和保护以导线连接至第二部分620的射频电路模块，保护部件110的尺寸仅适于覆盖所述第二部分620。.

其结果是，保护部件110在保护射频电路模块时，并不会对安装在第一部分610的雷达天线模块的信号发射或接收产生干扰。

雷达天线模块连接至第一电路印刷板120上表面的第一部分610，安装于第一部分610的雷达天线模块可以包括由多个阵列天线实现的一远距离发射天线、由至少一个阵列天线实现的一近距离发射天线以及由多个阵列天线实现的一接收天线。

因此，在第一电路印刷板120上表面上，第一部分610包括一部分611，用于构建由多个阵列天线实现的一远距离发射天线；一部分612，用于构建由至少一个阵列天线实现的一近距离发射天线；一部分613，用于构建由多个阵列天线实现的一接收天线。

同时，远距离发射天线的所有阵列天线皆为相同长度，或者，一个以上的阵列天线具有与其余阵列天线相异的长度。

如果远距离发射天线的诸多阵列天线中的一个以上的阵列天线具有相异长度，该远距离发射天线可能具有的天线结构为，在诸多阵列天线中，中央的阵列天线具有最长的长度，其余的阵列天线的长度从中央的阵列天线向相对的两侧逐步递减。

同时，安装在第一电路印刷板120的第一部分610上的雷达天线模块还包括一由一个以上的阵列天线实现的中距离发射天线。

图7为本发明中雷达设备100的组装方法的流程图。

参考图7，本发明中雷达设备100组装方法包括如下步骤：安装一雷达天线模块至一第一印刷电路板120上表面，并安装一基带电路模块至第一印刷电路板120下表面（S700）；联接第一印刷电路板120下表面至一基板130上表面（S702）；以导线连接一射频电路模块至第一印刷电路板120（S704）；以及联接第二印刷电路板140上表面至一基板下表面（S706）。

在步骤S704中，射频电路模块可以通过第一印刷电路板120安装在基板130上，或者，直接安装在基板130上（参考图2和图4）。

其间，本发明的雷达设备100组装方法，如图7所示，在步骤S706后可以进一步包括联接一保护部件100至第一印刷电路板120上表面，用以保护以导线连接至第一印刷电路板120的射频电路模块。

虽然本发明的雷达设备100组装方法在上述的如图6所示的流程中得以说明，但这仅仅是为了描述方便，执行程序的个别步骤可以被改变，或者两个以上的步骤可以按照一种实现方法来合并，或者某一步骤可以分为两个以上的步骤来执行，但不能脱离本发明的本质理念。

如上所述，根据本发明可以提供一种减小尺寸和减少部件数量的雷达设备100以及一种同样雷达设备组装方法。

通过本发明，雷达设备100在运载工具上装载雷达设备的位置的自由度，诸如此类，可以被增强。

虽然如上所述的本发明一实施例的全部部件被联接形成一独立单元或者被当做一个独立单元运行，本发明不会被限定在这一实施例中。也就是说，在这些部件中，一个以上的部件可以有选择地联接成一个以上的单元来运行。此外，虽然每一部件可以被实现为一个独立硬件，一些或全部组件可以有选择性地彼此结合，从而使它们可以被实现为具有一个或多个程序模块的计算机程序，用于实现被结合在一个或多个硬件中一些或所有功能。形成计算机程序的代码和代码段可以由本发明技术领域中的普通技术人员很容易想到。这样一计算机程序可以实现被存储在计算机可读存储介质中、由计算机读取和执行的本发明实施例，可以采用一种磁记录介质、一种光记录介质、一种载波介质，诸如此类，作为存储介质。

此外，由于用语，诸如“包括”、“包含”和“具有”，表示可能存在一个或多个相应的组件，因此应被解释为可以包括一个或多个其他组件在内，除非它们被作出相反意思的专门说明。所有用语，包括一个或多个技术或科学术语在内，具有与本技术领域的技术人员通常理解相同的意义，除非它们被另外定义。一个通常使用其字典含义的术语，应该解释为结合上下文说明的含义，不应被解释为在一个理想状态或极限状态下的含义，除非它被清楚地定义在本说明书中。

虽然本文为了解释说明的目的已经描述了本发明的一个优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和实质的情况下，各种修改、添加和替换都是允许的。因此，在本发明中公开的实施例旨在用来说明本发明的技术思想的范围，本发明的范围并不限于这一实施例。本发明的范围应该在所附权利要求书的基础上解释，以保护本发明权利要求书的范围内所有的技术思想。

Claims

1.一种雷达设备，其特征在于，包括：

一第一印刷电路板，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，其中，一射频电路模块穿过一孔以导线连接至第一印刷电路板；

一第二印刷电路板，安装有一信号处理电路模块；以及

一基板，其上表面联接至所述第一印刷电路板下表面，其下表面联接至所述第二印刷电路板上表面。

2.如权利要求1所述的雷达设备，其特征在于，还包括一保护部件，联接至所述第一印刷电路板上表面，用以保护以导线连接至所述第一印刷电路板的所述射频电路模块。

3.如权利要求2所述的雷达设备，其特征在于，所述保护部件设有一槽，用以作为连接安装在所述第一印刷电路板上表面的所述雷达天线模块和以导线连接在所述第一印刷电路板上表面的所述射频电路模块的导线的通道。

4.如权利要求2或3所述的雷达设备，其特征在于，所述第一印刷电路板上表面包括用于安装所述雷达天线模块的一第一部分和用于以导线连接所述射频电路模块的一第二部分，以及其中所述保护部件的尺寸仅适于覆盖所述第二部分。

5.如权利要求1所述的雷达设备，其特征在于，所述射频电路模块的一端连接至所述雷达天线模块，另一端连接至所述基带电路模块。

6.如权利要求1所述的雷达设备，其特征在于，所述基带电路模块将所述射频电路模块输出的一模拟信号转变为一数字信号并将所述数字信号输入所述信号处理模块，或将所述信号处理模块输出的一数字信号转变为一模拟信号并将所述模拟信号输入所述射频电路模块。

7.如权利要求1所述的雷达设备，其特征在于，所述基板上表面设有一螺柱，以便于所述射频电路模块通过所述第一印刷电路板上的孔定位并组装。

8.如权利要求1所述的雷达设备，其特征在于，所述第一印刷电路板上表面包括用于安装所述雷达天线模块的一第一部分和用于以导线连接所述射频电路模块的一第二部分，安装在所述第一部分的所述雷达天线模块包括由多个阵列天线实现的一远距离发射天线、由至少一个阵列天线实现的一近距离发射天线以及由多个阵列天线实现的一接收天线。

9.如权利要求8所述的雷达设备，其特征在于，所述远距离发射天线的所有阵列天线皆为相同长度，或者，所述远距离发射天线的诸多阵列天线中的一个以上的阵列天线具有相异长度。

10.如权利要求9所述的雷达设备，其特征在于，在所述远距离发射天线的诸多阵列天线中的一个以上的阵列天线具有相异长度的情况下，中央的阵列天线具有最长的长度，其余的阵列天线的长度从中央的阵列天线向相对的两侧逐步递减。

11.一种雷达设备，其特征在于，包括：

一第一印刷电路板，其上表面安装有一雷达天线模块，其下表面安装有一基带电路模块，其中，一射频电路模块以导线连接并坐落在第一印刷电路板上；

一第二印刷电路板，安装有一信号处理电路模块；以及

一基板，其上表面联接至所述第一印刷电路板的下表面，且其下表面联接至所述第二印刷电路板的上表面。

12.如权利要求11所述的雷达设备，其特征在于，还包括一保护部件，联接至所述第一印刷电路板上表面，用以保护以导线连接并坐落在所述第一印刷电路板的所述射频电路模块。

13.一种雷达设备组装方法，其特征在于，包括：安装一雷达天线模块至一第一印刷电路板上表面，并安装一基带电路模块至所述第一印刷电路板下表面；

联接所述第一印刷电路板下表面至一基板上表面；

以导线连接一射频电路模块至所述第一印刷电路板；以及

联接一第二印刷电路板上表面至一基板下表面。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在以导线连接所述射频电路模块的步骤中，所述射频电路模块穿过所述第一印刷电路板安装在所述基板上，或者，直接安装在所述基板上。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在以导线连接所述射频电路模块的步骤之后，该方法还包括：联接一保护部件至所述第一印刷电路板上表面，用以保护以导线连接至所述第一印刷电路板的所述射频电路模块。