CN107942325A - 一种基于毫米波雷达的防入侵装置 - Google Patents

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田彤
丁博文
袁圣越
赵辰
沈叶东
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/886—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for alarm systems

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Abstract

一种基于毫米波雷达的防入侵装置，包括两组雷达传感器阵列，雷达传感器阵列均各自设置在一个平板上，两组雷达传感器阵列中的平板呈60度夹角放置且其上端相互搭接，并且两组雷达传感器阵列中的平板与水平面均呈60度夹角，任意一组雷达传感器阵列中均各自包括有两个以上数目的毫米波雷达传感器芯片，所述的毫米波雷达传感器芯片间隔分布。本发明具有集成度高、体积小的特点，尤其是毫米波频段，包含天线的整个集成芯片尺寸在厘米量级，因此整个防护模块具有很强的隐蔽性，不易被破坏。整个模块排布简单，能够快速搭建，同时不同雷达芯片独立探测，易于更换，从而保证了其可靠性。

Description

一种基于毫米波雷达的防入侵装置
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及防入侵雷达技术，特别是一种基于毫米波雷达的防入侵装置。
背景技术
重点区域对空防入侵是一大难题，设计人员需要解决可靠性、全天候、探测精度、探测范围等多个方面问题。现有技术中，用于重点区域防入侵主要有电子围栏和视频摄像头，但电子围栏防入侵模块探测距离短，无法检测到天空方向几十米到上百米的无人机或者鸟类的入侵。而视频摄像头防入侵模块无法进行全天候监控，当遇到夜晚弱光或者雾天情况，无法进行很强的穿透和监控。此外，上述防入侵模块集成度低、体积大，没有很好的隐蔽性，极易被破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于毫米波雷达的防入侵装置，所述的这种基于毫米波雷达的防入侵装置要解决现有技术中的探测精度查、探测范围窄、无法全天候探测及隐蔽性差、集成度低的技术问题。
本发明的这种基于毫米波雷达的防入侵装置，包括两组雷达传感器阵列，其中，任意一组所述的雷达传感器阵列均各自设置在一个平板上，两组雷达传感器阵列中的平板呈60度夹角放置且其上端相互搭接，并且两组雷达传感器阵列中的平板与水平面均呈60度夹角，任意一组雷达传感器阵列中均各自包括有两个以上数目的毫米波雷达传感器芯片，所述的毫米波雷达传感器芯片间隔分布，所述的毫米波雷达传感器芯片位于平板的外侧，毫米波雷达传感器芯片的探测方向指向平板的外侧及上方，毫米波雷达传感器芯片叠加后的探测角度至少连续覆盖90度范围，两组雷达传感器阵列叠加后的探测角度至少连续覆盖180度范围。
进一步的，雷达传感器中的毫米波芯片为片上集成芯片，并集成了射频前端模块、天线、数模转换器和数字信号处理模块。
进一步的，任意一组所述的雷达传感器阵列中均各自包含有四个以上数目的毫米波雷达传感器芯片。
本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明提供一种基于毫米波雷达的防入侵装置，由两组雷达传感器单位阵列组成。雷达传感器阵列，向竖直方向发射探测信号，对一定角度内入侵物体进行实时监测。雷达传感器阵列均与水平面呈60°角组成。两组阵列之间的放置夹角同样为60°，保证了整个模块探测范围能够覆盖整个水平面以上或以下。
雷达传感器单位阵列，由四组或者多组雷达传感器组成，雷达传感器按一定间距平行放置。不同传感器有一定测探角度，多个传感器探测范围相互叠加，使得能够对于超过120°范围内的物体进行监测，形成一道电磁防护墙。
雷达传感器为片上集成的雷达系统，集成了包括射频前端、天线、数模转换器、数字信号处理等模块。一旦有物体进入探测区域，能够通过接收物体的回波反射信号，确认有入侵物体，从而提供报警信号。
附图说明
图1是本发明的基于毫米波雷达的防入侵装置的毫米波雷达传感器芯片的布置结构示意图。
图2是本发明的基于毫米波雷达的防入侵装置的系统架构图。
图3是本发明的基于毫米波雷达的防入侵装置的区域天向防入侵示意图。
图4是本发明的基于毫米波雷达的重点防护单元的示意图。
具体实施方式
实施例1:
如图1所示，本发明的基于毫米波雷达的防入侵装置，包括雷达传感器阵列1、雷达传感器阵列2，其中，雷达传感器阵列1、雷达传感器阵列2均各自设置在平板3、平板4上，平板3、平板4呈60度夹角放置且其上端相互搭接，平板3、平板4与水平面均呈60度夹角，雷达传感器阵列1、雷达传感器阵列2中均各自包括有两个以上数目的毫米波雷达传感器芯片5，所述的毫米波雷达传感器芯片5间隔分布，所述的毫米波雷达传感器芯片5位于平板的外侧，毫米波雷达传感器芯片5的探测方向指向平板的外侧及上方，毫米波雷达传感器芯片5叠加后的探测角度至少连续覆盖90度范围，两组雷达传感器阵列1、2叠加后的探测角度至少连续覆盖180度范围。
进一步的，毫米波雷达传感器芯片5为片上集成芯片，并集成了射频前端模块、天线、数模转换器和数字信号处理模块。
进一步的，任意一组所述的雷达传感器阵列1、2中均各自包含有四个以上数目的毫米波雷达传感器芯片5。
如图2所示为一个需要进行对空防入侵监测的区域，在该区域围墙上方，均匀布设了所设计的毫米波雷达防入侵模块。黑色矩形为所设计的毫米波雷达防入侵模块，所对应的扇形为其所对应的防护监测范围示意图。各个模块的监测范围叠加情况也如图中所示，能够将整个围墙处对空方向监测完全覆盖。每个雷达模块对空探测范围，在百米量级，可以根据需求设计，进一步对于所采用的雷达芯片性能进行优化设计。整个雷达防入侵模块能够对于区域空中入侵目标，如无人机、鸟类，进行有效的监测报警。
如图3所示为重点防入侵对象的监测示意图，该区域一般为整个区域内部关键建筑。该建筑有一定高度，不光需要天空方向监测，也需要地面方向的监测防护。采用两组所设计的防护模块，一组向天空发射和接收信号，另一组向地面发射和接收信号，从而能够实现重点防护区域的全方位监测防护。该雷达防护模块可以布设在建筑楼顶，由于模块体积小，难以发现，具有很强隐蔽性。
本发明的每个防护单元内的雷达芯片模块采用片上集成雷达系统芯片，从而以高精度、低功耗、低成本来达到对于空间竖直方向区域的防护监测目标。本发明与电子围栏相比，防入侵雷达的最大优势在于可以探测距离更远，可以监测天空方向几十米到上百米的无人机入侵。与视频摄像头相比，雷达的优势在于全天候，毫米波雷达具有较强的穿透性，不论是夜晚弱光情况还是雾天，都能够完成监测功能。
本发明的雷达防护模块具有集成度高、体积小的特点，尤其是毫米波频段，包含天线的整个集成芯片尺寸在厘米量级，因此整个防护模块具有很强的隐蔽性，不易被破坏。整个模块排布简单，能够快速搭建，同时不同雷达芯片独立探测，易于更换，从而保证了其可靠性。

Claims (3)

1.一种基于毫米波雷达的防入侵装置，包括两组雷达传感器阵列，其特征在于：任意一组所述的雷达传感器阵列均各自设置在一个平板上，两组雷达传感器阵列中的平板呈60度夹角放置且其上端相互搭接，并且两组雷达传感器阵列中的平板与水平面均呈60度夹角，任意一组雷达传感器阵列中均各自包括有两个以上数目的毫米波雷达传感器芯片，所述的毫米波雷达传感器芯片间隔分布，所述的毫米波雷达传感器芯片位于平板的外侧，毫米波雷达传感器芯片的探测方向指向平板的外侧及上方，毫米波雷达传感器芯片叠加后的探测角度至少连续覆盖90度范围，两组雷达传感器阵列叠加后的探测角度至少连续覆盖180度范围。
2.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的防入侵装置，其特征在于：所述的毫米波雷达传感器芯片为片上集成芯片，并集成了射频前端模块、天线、数模转换器和数字信号处理模块。
3.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的防入侵装置，其特征在于：任意一组所述的雷达传感器阵列中均各自包含有四个以上数目的毫米波雷达传感器芯片。
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