CN112327254B - 一种应用于射频综合系统的雷达装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于射频综合系统的雷达装置，包括包括，控制单元，包括本振变频装置、发射装置和自检装置；发射装置接收射频输出信号经调制放大处理后输出射频RF信号给接收单元，自检装置连接在发射装置和接收单元之间，受控把发射装置的输出信号传给接收单元；接收单元，包括接收雷达、与所述接收雷达连接的基座；所述接收单元安装在支架单元上；支架单元，包括支座、位于支座上的转动柱；本装置安装在雷达系统中能够提供多种工作状态，一是位于较开阔的环境时，正常运转接收信息；而是在一侧有障碍物比如墙体之类时，能够调节接收雷达在一定的角度内做往复运动，无需面向障碍物。

Description

一种应用于射频综合系统的雷达装置

技术领域

本发明涉及雷达领域，尤其是一种应用于射频综合系统的雷达装置。

背景技术

雷达，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。雷达设备通常需要装置在雷达转台底座上，雷达转台底座有效支撑雷达转台和雷达转台上的雷达设备，由雷达转台带动雷达设备转动实现多方位的监测。目前的雷达转台底座仅作为支撑机构，功能单一；雷达设备在转台底座上通常是做单方向的完整圆周运动，而在一些特殊的环境中，雷达设备的一侧会有障碍物阻挡电磁波的传输，雷达设备在转动至面向障碍物时就没有信号可以接收了，面向障碍物的过程中就在做无用功，影响雷达的工作效率。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是在一些特殊的环境中，雷达设备的一侧会有障碍物阻挡电磁波的传输，雷达设备在转动至面向障碍物时就没有信号可以接收了，面向障碍物的过程中就在做无用功，影响雷达的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于射频综合系统的雷达装置，包括，控制单元，包括本振变频装置、发射装置和自检装置，所述本振变频装置接收基准频率信号，该信号经处理后分别为发射装置提供射频输出信号和为接收单元提供本振频率信号；所述发射装置接收射频输出信号经调制放大处理后输出射频RF信号给接收单元，所述自检装置连接在发射装置和接收单元之间，受控把发射装置的输出信号传给接收单元；接收单元，包括接收雷达、与所述接收雷达连接的基座；所述接收单元安装在支架单元上；支架单元，包括支座、位于支座上的转动柱，所述支座上设置有滑槽，所述滑槽内安装有移动台，所述移动台两端安装有第一电机和第二电机，所述第一电机连接有不完全端面齿轮，所述第二电机连接有主动齿轮，所述转动柱上设置有两个同轴设置的从动轮，两个所述从动轮之间的距离不大于所述不完全端面齿轮的直径；所述转动柱一端连接在所述支座上，另一端与所述基座固定连接。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述支架单元还连接有调节单元，所述调节单元包括设置在所述支座上的调节齿轮，所述移动台的侧边设置有齿条，所述齿条沿所述移动台的移动方向设置，所述调节齿轮与所述齿条啮合；所述调节齿轮连接有调节轴，所述调节轴一端与所述支座连接。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述调节单元还包括套筒，所述套筒固定在所述支座上，所述调节齿轮位于所述述套筒内，所述套筒与所述调节轴同轴。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述套筒内壁设置有调节槽，所述调节轴上套设有调节件，所述调节件沿径向设置有限位凸台，所述限位凸台嵌入所述调节槽内。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述调节槽的走向为V字形，所述调节槽由第一长槽和第二长槽组成，所述第一长槽和第二长槽连接处至所述调节齿轮的距离小于所述调节槽两端部到调节齿轮的距离。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述调节槽的宽度等于所述限位凸台的直径，所述第一长槽和第二长槽连接处沿所述套筒的轴向延伸形成中间槽，所述中间槽的宽度等于所述限位凸台的直径。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述调节件沿轴向设置有棱柱，所述调节件沿轴向设置有贯穿的通孔，所述调节轴穿过所述通孔，所述调节件与所述调节轴之间不能相对转动。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述调节齿轮端面与所述调节件之间设置有弹簧，所述弹簧套设在所述调节轴上。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述不完全端面齿轮的齿数分布不大于完全分布的二分之一。

作为本发明所述应用于射频综合系统的雷达装置的一种优选方案，其中：所述移动台设置有限位槽，所述限位槽的两端为半圆形，所述限位槽区分为第一端和第二端，所述转动柱穿过所述限位槽，所述第一端靠近转动柱时，所述不完全端面齿轮与所述从动轮啮合，所述第二端靠近转动柱时，所述主动齿轮与从动轮啮合。

本发明的有益效果：本装置安装在雷达系统中能够提供多种工作状态，一是位于较开阔的环境时，正常运转接收信息；而是在一侧有障碍物比如墙体之类时，能够调节接收雷达在一定的角度内做往复运动，无需面向障碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置的系统框图；

图2为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中本振变频装置的原理示意图；

图3为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中发射单元系统框图；

图4为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置的结构示意图；

图5为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中支架单元的结构示意图；

图6为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中支架单元的剖面结构示意图；

图7为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中支架单元与调节单元连接的剖面结构示意图；

图8为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中套筒的结构示意图；

图9为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中调节单元的剖面爆炸结构示意图；

图10为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中主动齿轮与从动轮啮合时雷达天线的行程示意图；

图11为本发明提供的一种实施例所述的应用于射频综合系统的雷达装置中不完全端面齿轮与从动轮啮合时雷达天线的行程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～6，本实施例提供了一种应用于射频综合系统的雷达装置，包括控制单元100，参照图1，包括本振变频装置101、发射装置102和自检装置103，本振变频装置101接收基准频率信号，该信号经处理后分别为发射装置102提供射频输出信号和为接收单元200提供本振频率信号；发射装置102接收射频输出信号经调制放大处理后输出射频RFout信号给接收单元200，自检装置103 连接在发射装置102和接收单元200之间，受控把发射装置102的输出信号传给接收单元200；其中，接收单元200接收有和路支路以及方位/俯仰支路，和路支路的输入端设有定向耦合器，在自检工作状态时，耦合来自发射装置102 输出的信号，该信号经处理后输出中频IF+信号；方位/俯仰支路接收来自接收单元200的方位/俯仰射频RF信号，信号经处理后输出中频IF-信号。

具体的，参照图2～3，本振变频装置101包括倍频电路、放大电路、第一分配网络和上变频电路；所述倍频电路把Ku波段本振基准信号经过三倍频后得到Ka波段本振信号，再由放大电路进行放大，放大后的信号经第一分配网络后输出给上变频电路提供本振频率，上变频电路把IFin信号和本振频率上变频放大后分别输出至发射装置和接收装置。上变频电路是双平衡混频器电路，包括混频器和放大器，IFin信号和本振信号先混频器中混频，再经放大器放大后输出；所述放大器是GaAs微波单片电路。发射装置包括前级功放和末级合成功放；所述来自本振变频装置的上变频输出信号经滤波后传送给前级功放，放大后的信号再经末级合成功放进一步放大后输出；所述末级合成功放接收来自调制电路的信号，对输出信号进行脉冲调制。

本振变频装置101主要实现本振信号的倍频、变频和放大等功能，为收发支路提供驱动和本振；发射装置102主要实现发射中频信号的上变频、放大、调制和输出功率管理等功能，最后输出给发射天线；接收单元200主要实现将天线接收的微波信号通过保护开关、低噪声放大、下变频、滤波输出中频信号等功能；自检装置103用于在小功率模式时，连接发射和接收，自检组件射频通路工作是否正常，包括单刀双开关、固定衰减器、以及控制电路。

进一步的，参照图4～5，还包括接收单元200和支架单元300，接收单元 200用于接收发出的信号，支架单元300用于支撑接收单元；其中接收单元200 包括接收雷达201、与接收雷达201连接的基座202；接收单元200安装在支架单元300上，基座202主要起到支撑作用；支架单元300，包括支座301、位于支座上的转动柱302，转动柱302能够在支座301、支座301上进行转动，支座 301上设置有滑槽301a，滑槽301a内安装有移动台303，移动台303能够在滑槽301a内进行往复直线运动。

进一步的，移动台303两端安装有第一电机304和第二电机305，第一电机304连接有不完全端面齿轮304a，不完全端面齿轮304a的轴线垂直于转动柱302的轴线，第一电机304能够带动不完全端面齿轮304a转动，不完全端面齿轮304a的齿数是不完整的，第二电机305连接有主动齿轮306，转动柱302 上设置有两个同轴设置的从动轮307，两个从动轮307之间的距离不大于不完全端面齿轮304a的直径，移动台303在支座301上移动时能够选择不完全端面齿轮304a与从动轮307啮合或主动齿轮306与从动轮307啮合；转动柱302一端连接在支座301上，另一端与基座202固定连接。

本实施例的实施方式和原理为：

一、当需要雷达不做完整的圆周转动时，即在某个角度内往复转动，将移动台303移动至不完全端面齿轮304a与从动轮307啮合的位置，此时，不完全端面齿轮304a上的部分齿轮先跟下面一个从动轮307进行啮合，为方便理解，设定此时从动轮307的转动方向为正向，则不完全端面齿轮304a继续转动与下面一个从动轮307脱离并且与另外一个从动轮307进行啮合时，从动轮307的转动方向为反向，于是在这个状态下，从动轮307就呈现在一个角度内正向、反向、正向...的往复转动，因为不完全端面齿轮304a上的部分齿轮在旋转过程中只能够与其中一个从动轮307进行啮合；

二、当需要接收单元200往一个方向旋转时，操作移动台303使不完全端面齿轮304a脱离从动轮307，并且将移动台303移动至主动齿轮306与其中一个从动轮307啮合，则两个完整的齿轮进行啮合，并且仅能够单方向的旋转。

本实施例能够提供两种工作状态，其中一种能够在130°的范围内进行往复转动，使用场景如雷达安装在一侧有遮挡物的位置，就不需要雷达转动至面向遮挡物；另一种则是正常使用的状态，单方向的旋转。

实施例2

参照图1～11，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：

参照图7，支架单元300还连接有调节单元400，调节单元400能够起到移动支架单元300的移动台303以及固定的作用。调节单元400包括设置在支座 301上的调节齿轮401，移动台303的侧边设置有齿条303a，齿条303a沿移动台303的移动方向设置，调节齿轮401与齿条303a啮合，即调节齿轮401转动时与齿条303a啮合，将圆周圆周运动转化为直线运动，进而调节移动台303 的位置。

进一步的，调节齿轮401连接有调节轴402，调节齿轮401套设在调节轴 402上，调节轴402一端与支座301连接。调节单元400还包括套筒403，套筒403为圆筒形，套筒403固定在支座301上，调节齿轮401位于述套筒403内，套筒403与调节轴402同轴。

参照图8，进一步的，套筒403内壁设置有调节槽403a，调节轴402上套设有调节件404，调节件404沿径向设置有限位凸台404a，限位凸台404a嵌入调节槽403a内。其中，调节槽403a的走向为V字形，调节槽403a由第一长槽 403b和第二长槽403c组成，第一长槽403b和第二长槽403c连接处至调节齿轮 401的距离小于调节槽403a两端部到调节齿轮401的距离。当限位凸台404a 位于第一长槽403b的端部时，不完全端面齿轮304a与从动轮307啮合，限位凸台404a位于第二长槽403c的端部时，主动齿轮306与从动轮307啮合。

具体的，调节槽403a的宽度等于限位凸台404a的直径，第一长槽403b和第二长槽403c连接处沿套筒403的轴向延伸形成中间槽403d，中间槽403d的宽度等于限位凸台404a的直径，当限位凸台404a位于中间槽403d时，不完全端面齿轮304a以及主动齿轮306都不与从动轮307啮合，即此时转动柱302静止状态。

进一步的，调节件404沿轴向设置有棱柱404b，按压棱柱404b时，调节件404在套筒403沿着轴向移动，并且在移动的同时在调节槽403a内滑动，于是调节件404在沿轴向移动的过程中同时转动。

应当说明的是，调节件404沿轴向设置有贯穿的通孔404c，调节轴402穿过通孔404c，调节件404能够在调节轴402上移动，调节件404与调节轴402 之间不能相对转动，较佳的，通孔404c为非圆形的孔，调节轴402的轮廓也为非圆形的。

优选的，调节齿轮401端面与调节件404之间设置有弹簧405，弹簧405 套设在调节轴402上，弹簧405为压力弹簧，于是在弹力的作用下，限位凸台 404a是位于调节槽403a的两端的，按压时才会由端部向第一长槽403b和第二长槽403c连接处移动。

应说明的是，不完全端面齿轮304a的齿数分布不大于完全分布的二分之一，目的在于，不完全端面齿轮304a在某个时刻只能与其中一个从动轮307 啮合，只有脱离了先前啮合的一个从动轮307，才能与另外一个从动轮307进行啮合。

较佳的，移动台303设置有限位槽303b，限位槽303b的两端为半圆形，限位槽303b区分为第一端303c和第二端303d，转动柱302穿过限位槽303b，第一端303c靠近转动柱302时，不完全端面齿轮304a与从动轮307啮合，第二端303d靠近转动柱302时，主动齿轮306与从动轮307啮合；且不完全端面齿轮304a与从动轮307啮合时，限位凸台404a是位于第一长槽403b的端部的，主动齿轮306与从动轮307啮合时，限位凸台404a是位于第二长槽403c端部的。

本实施例的实施方式为：本实施例提供了三种接收单元200的工作状态，其中，

一、初始状态下，限位凸台404a位于中间槽403d内，此时，调节齿轮401 与齿条303a的中间位置啮合，则转动柱302位于限位槽303b中间，不完全端面齿轮304a以及主动齿轮306都不与从动轮307啮合，接收单元200为固定状态；

二、参照图11，当需要雷达不做完整的圆周转动时，即在某个角度内往复转动，则对调节件404进行按压，使限位凸台404a从中间槽403d内脱离出来，并且向第二长槽403c转动，在弹簧405的作用下，限位凸台404a进入第二长槽403c端部的位置，因为第二长槽403c为倾斜的槽，所以调节件404在第二长槽403c内沿着调节轴402的轴向移动并且带动调节轴402旋转的，于是带动调节齿轮401转动，使移动台303上的不完全端面齿轮304a靠近从动轮307并且啮合，于是达到了往复转动的效果；本状态可在安装位置一侧有障碍物的时候使用；

三、参照图10，正常使用时，即接收单元200一直以一个方向转动时，需要将移动台303上的主动齿轮306靠近从动轮307并且啮合，操作过程与状态二时相反，主要是将限位凸台404a移动至第一长槽403b的端部即可。

综上，本发明的状态选择主要在于限位凸台404a在调节槽403a的位置，其位置不同，达到的效果也不同。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种应用于射频综合系统的雷达装置，其特征在于：包括，

控制单元(100)，包括本振变频装置(101)、发射装置(102)和自检装置(103)，所述本振变频装置(101)接收基准频率信号，该信号经处理后分别为发射装置(102)提供射频输出信号和为接收单元(200)提供本振频率信号；所述发射装置(102)接收射频输出信号经调制放大处理后输出射频RFout信号给接收单元(200)，所述自检装置(103)连接在发射装置(102)和接收单元(200)之间，受控把发射装置(102)的输出信号传给接收单元(200)；

接收单元(200)，包括接收雷达(201)、与所述接收雷达(201)连接的基座(202)；所述接收单元(200)安装在支架单元(300)上；

支架单元(300)，包括支座(301)、位于支座上的转动柱(302)，所述支座(301)上设置有滑槽(301a)，所述滑槽(301a)内安装有移动台(303)，所述移动台(303)两端安装有第一电机(304)和第二电机(305)，所述第一电机(304)连接有不完全端面齿轮(304a)，所述第二电机(305)连接有主动齿轮(306)，所述转动柱(302)上设置有两个同轴设置的从动轮(307)，两个所述从动轮(307)之间的距离不大于所述不完全端面齿轮(304a)的直径；

所述转动柱(302)一端连接在所述支座(301)上，另一端与所述基座(202)固定连接；

所述支架单元(300)还连接有调节单元(400)，所述调节单元(400)包括设置在所述支座(301)上的调节齿轮(401)，所述移动台(303)的侧边设置有齿条(303a)，所述齿条(303a)沿所述移动台(303)的移动方向设置，所述调节齿轮(401)与所述齿条(303a)啮合；所述调节齿轮(401)连接有调节轴(402)，所述调节轴(402)一端与所述支座(301)连接；

所述调节单元(400)还包括套筒(403)，所述套筒(403)固定在所述支座(301)上，所述调节齿轮(401)位于所述套筒(403)内，所述套筒(403)与所述调节轴(402)同轴；

所述套筒(403)内壁设置有调节槽(403a)，所述调节轴(402)上套设有调节件(404)，所述调节件(404)沿径向设置有限位凸台(404a)，所述限位凸台(404a)嵌入所述调节槽(403a)内；

所述调节槽(403a)的走向为V字形，所述调节槽(403a)由第一长槽(403b)和第二长槽(403c)组成，所述第一长槽(403b)和第二长槽(403c)连接处至所述调节齿轮(401)的距离小于所述调节槽(403a)两端部到调节齿轮(401)的距离；

所述调节槽(403a)的宽度等于所述限位凸台(404a)的直径，所述第一长槽(403b)和第二长槽(403c)连接处沿所述套筒(403)的轴向延伸形成中间槽(403d)，所述中间槽(403d)的宽度等于所述限位凸台(404a)的直径。

2.根据权利要求1所述的应用于射频综合系统的雷达装置，其特征在于：所述调节件(404)沿轴向设置有棱柱(404b)，所述调节件(404)沿轴向设置有贯穿的通孔(404c)，所述调节轴(402)穿过所述通孔(404c)，所述调节件(404)与所述调节轴(402)之间不能相对转动。

3.根据权利要求2所述的应用于射频综合系统的雷达装置，其特征在于：所述调节齿轮(401)端面与所述调节件(404)之间设置有弹簧(405)，所述弹簧(405)套设在所述调节轴(402)上。

4.根据权利要求3所述的应用于射频综合系统的雷达装置，其特征在于：所述不完全端面齿轮(304a)的齿数分布不大于完全分布的二分之一。

5.根据权利要求4所述的应用于射频综合系统的雷达装置，其特征在于：所述移动台(303)设置有限位槽(303b)，所述限位槽(303b)的两端为半圆形，所述限位槽(303b)区分为第一端(303c)和第二端(303d)，所述转动柱(302)穿过所述限位槽(303b)，所述第一端(303c)靠近转动柱(302)时，所述不完全端面齿轮(304a)与所述从动轮(307)啮合，所述第二端(303d)靠近转动柱(302)时，所述主动齿轮(306)与从动轮(307)啮合。

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