CN112701441B - 一种5g毫米波雷达天线板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种5G毫米波雷达天线板，包括底座、驱动机构、5G毫米波天线本体和球形罩；所述球形罩扣设在所述底座上，球形罩与底座转动连接，使球形罩相对底座可进行自转；所述驱动机构安装在底座上，驱动机构用于驱动球形罩在底座上进行自转；所述5G毫米波天线本体安装在球形罩上。本发明通过驱动机构驱动球形罩在底座上进行自转，可使球形罩上的5G毫米波天线本体对探测范围内的360°全区域的物体进行探测，极大地提高了该天线板的应用范围和推广。

Description

一种5G毫米波雷达天线板

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种5G毫米波雷达天线板。

背景技术

毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点；毫米波雷达用于测量探测范围内物体相对于雷达所处位置的相对距离和相对速度，其中天线板主要是用于接受发送信号，毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。然而，现有的5G毫米波天线板只能对一个区域方向的物体进行探测，降低了该天线板的应用范围，阻碍了该天线板的推广。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种5G毫米波雷达天线板，可对探测范围内的360°全区域的物体进行探测，极大地提高了该天线板的应用范围和推广。

本发明提供了一种5G毫米波雷达天线板，包括底座、驱动机构、5G毫米波天线本体和球形罩；所述球形罩扣设在所述底座上，球形罩与底座转动连接，使球形罩相对底座可进行自转；所述驱动机构安装在底座上，驱动机构用于驱动球形罩在底座上进行自转；所述5G毫米波天线本体安装在球形罩上。

优选地，所述驱动机构包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、驱动轴、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮，底座设有凹槽，驱动电机布置在凹槽内，驱动电机的转轴与主动齿轮连接；从动齿轮、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮均与驱动轴连接，驱动轴的下端与底座转动连接，第一扇形齿轮和第二扇形齿轮相对驱动轴呈对称布置，从动齿轮与主动齿轮啮合；球形罩的敞口端的内侧设有环形齿条，环形齿条与第一扇形齿轮/第二扇形齿轮啮合。

优选地，5G毫米波雷达天线板还包括角度驱动机构和角度调节机构；所述球形罩的外轮廓设有弧形滑槽，球形罩的内侧设有弧形燕尾槽，弧形滑槽的底部设有与弧形燕尾槽连通的弧形条状限位孔；所述角度调节机构包括弧形齿条、限位块和弧面滑块，弧形齿条的背侧设有弧形条状燕尾块，弧形条状燕尾块与弧形燕尾槽滑动配合；弧面滑块与弧形滑槽滑动配合，限位块与弧形条状限位孔滑动配合，限位块的两端分别与弧面滑块的底面和弧形条状燕尾块的一端连接；弧面滑块上设有支撑杆，支撑杆的远弧面滑块一端与5G毫米波天线本体连接；所述角度驱动机构用于驱动弧形齿条沿弧形燕尾槽往复运动。

优选地，所述角度驱动机构包括支架、从动轴、副齿轮、传动齿轮、往复机构和传动机构，支架安装在底座上，从动轴的两端分别与支架和底座转动连接，副齿轮和传动齿轮均与从动轴连接；驱动机构用于驱动副齿轮转动，传动齿轮用于驱使往复机构工作，往复机构通过传动机构驱动弧形齿条沿弧形燕尾槽往复运动。

优选地，所述往复机构包括第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴、第三扇形齿轮、第四扇形齿轮、第一过渡齿轮、第二过渡齿轮、第三过渡齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮、联动皮带、第一锥齿轮和往复齿轮，第一连接轴的中部和第二连接轴的中部均与机架转动连接，第一连接轴的上端与第三扇形齿轮连接，第一连接轴的下端与第一过渡齿轮连接；第二连接轴的上端与第四扇形齿轮连接，第三过渡齿轮和第二联动齿轮均与第二连接轴的下端连接，第三过渡齿轮与传动齿轮啮合；第三连接轴的一端机架转动连接，第二过渡齿轮和第一联动齿轮均与第三连接轴连接，第二过渡齿轮与第一过渡齿轮啮合，第一联动齿轮和第二联动齿轮通过联动皮带传动连接；第四连接轴的一端与机架转动连接，第一锥齿轮和往复齿轮呈上下布置且均与第四连接轴连接；第一锥齿轮用于驱动传动机构工作；当往复齿轮与第三扇形齿轮啮合时，往复齿轮与第四扇形齿轮脱离啮合；或者当往复齿轮与第四扇形齿轮啮合时，往复齿轮与第三扇形齿轮脱离啮合。

优选地，所述传动机构包括第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮、第三联动齿轮、传动轴、第五连接轴和第六连接轴，第五连接轴和第六连接轴均与机架转动连接，第二锥齿轮与第五连接轴连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合；第三锥齿轮和第四锥齿轮均与第六连接轴连接，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合；传动轴的一端与机架转动连接，第五锥齿轮和第三联动齿轮均与传动轴连接，第五锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第三联动齿轮与弧形齿条啮合。

优选地，所述底座上设有环形槽，环形槽设有多个呈轴向均布的球面槽，每个球面槽内均配设有钢球，球面罩设有与环形槽滑动配合的环形滑块，环形滑块的底部与钢球相抵。

优选地，所述环形槽的侧壁设有环形限位槽，环形滑块设有与环形限位槽滑动配合的环形限位块。

本发明具有如下的有益效果：

1、通过驱动机构驱动球形罩在底座上进行自转，可使球形罩上的5G毫米波天线本体对探测范围内的360°全区域的物体进行探测，极大地提高了该天线板的应用范围和推广。

2、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮的设计，使得驱动轴转动一圈，第一扇形齿轮和第二扇形齿轮各自与环形齿条啮合一次，从而实现球形罩相对底座实现间断式的转动，保证5G毫米波天线本体转动到一个位置时进行间歇性停留，从而对该区域方向的物体进行充分探测。

3、传动机构的各部件设计，使得第一锥齿轮进行正/反向转动时带动第三联动齿轮实现反/正向转动，从而实现弧面滑块在弧形滑槽内的往复运动。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例中球形罩和角度驱动机构配合的结构示意图；

图3为本发明一实施例中球形罩和角度调节机构配合的结构示意图；

图4为本发明一实施例中第三扇形齿轮、第四扇形齿轮和往复齿轮配合的结构示意图。

附图标记：

1-底座，101-凹槽，102-环形槽，103-球面槽，104-钢球，105-环形限位槽，2-驱动机构，201-驱动电机，202-主动齿轮，203-从动齿轮，204-驱动轴，205-第一扇形齿轮，206-第二扇形齿轮，3-5G毫米波天线本体，4-球形罩，401-环形齿条，402-弧形滑槽，403-弧形燕尾槽，404-弧形条状限位孔，405-环形滑块，406-环形限位块，5-角度驱动机构，501-支架，502-从动轴，503-副齿轮，504-传动齿轮，505-第一连接轴，506-第二连接轴，507-第三连接轴，508-第四连接轴，509-第三扇形齿轮，510-第四扇形齿轮，511-第一过渡齿轮，512-第二过渡齿轮，513-第三过渡齿轮，514-第一联动齿轮，515-第二联动齿轮，516-联动皮带，517-第一锥齿轮，518-往复齿轮，519-第二锥齿轮，520-第三锥齿轮，521-第四锥齿轮，522-第五锥齿轮，523-第三联动齿轮，524-传动轴，525-第五连接轴，526-第六连接轴，6-角度调节机构，601-弧形齿条，602-限位块，603-弧面滑块，604-支撑杆，605-弧形条状燕尾块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种5G毫米波雷达天线板，包括底座1、驱动机构2、5G毫米波天线本体3和球形罩4；球形罩4扣设在底座1上，球形罩4与底座1转动连接，用于驱动传动机构工作；当往复齿轮使球形罩4相对底座1可进行自转。驱动机构2安装在底座1上，驱动机构2用于驱动球形罩4在底座上进行自转；5G毫米波天线本体3安装在球形罩4上。

该技术方案通过驱动机构2驱动球形罩4在底座上进行自转，可使球形罩4上的5G毫米波天线本体3对探测范围内的360°全区域的物体进行探测，极大地提高了该天线板的应用范围和推广。

其中，驱动机构2包括驱动电机201、主动齿轮202、从动齿轮203、驱动轴204、第一扇形齿轮205和第二扇形齿轮206，底座1设有凹槽101，驱动电机201布置在凹槽101内，驱动电机201的转轴与主动齿轮202连接；从动齿轮203、第一扇形齿轮205和第二扇形齿轮206均与驱动轴204连接，驱动轴204的下端与底座1转动连接，第一扇形齿轮205和第二扇形齿轮206相对驱动轴204呈对称布置，从动齿轮203与主动齿轮202啮合；球形罩4的敞口端的内侧设有环形齿条401，环形齿条401与第一扇形齿轮205/第二扇形齿轮206啮合。具体实施中，当第一扇形齿轮205脱离环形齿条401后，驱动轴204继续转动，第二扇形齿轮206才与环形齿条401啮合。第一扇形齿轮205和第二扇形齿轮206的设计，使得驱动轴204转动一圈，第一扇形齿轮205和第二扇形齿轮206各自与环形齿条401啮合一次，从而实现球形罩4相对底座1实现间断式的转动，保证5G毫米波天线本体3转动到一个位置时进行间歇性停留，从而对该区域方向的物体进行充分探测。

此外，5G毫米波雷达天线板还包括角度驱动机构5和角度调节机构6；球形罩4的外轮廓设有弧形滑槽402，球形罩4的内侧设有弧形燕尾槽403，弧形滑槽402的底部设有与弧形燕尾槽403连通的弧形条状限位孔404。角度调节机构6包括弧形齿条601、限位块602和弧面滑块603，弧形齿条601的背侧设有弧形条状燕尾块605，弧形条状燕尾块605与弧形燕尾槽403滑动配合；弧面滑块603与弧形滑槽402滑动配合，限位块602与弧形条状限位孔404滑动配合，限位块602的两端分别与弧面滑块603的底面和弧形条状燕尾块605的一端连接；弧面滑块603上设有支撑杆604，支撑杆604的远弧面滑块一端与5G毫米波天线本体3连接；角度驱动机构5用于驱动弧形齿条601沿弧形燕尾槽403往复运动。角度驱动机构5通过驱动弧形齿条601沿弧形燕尾槽403往复运动，从而实现弧面滑块603在弧形滑槽402内往复运动，以实现5G毫米波天线本体3在跟随球形罩4进行自转时，弧面滑块603带动5G毫米波天线本体3沿弧形滑槽402进行角度调整，有效地提高了5G毫米波天线本体3的探测效率。

其中，角度驱动机构5包括支架501、从动轴502、副齿轮503、传动齿轮504、往复机构和传动机构，支架501安装在底座1上，从动轴502的两端分别与支架501和底座1转动连接，副齿轮503和传动齿轮504均与从动轴502连接；驱动机构用于驱动副齿轮503转动，传动齿轮504用于驱使往复机构工作，往复机构通过传动机构驱动弧形齿条601沿弧形燕尾槽403往复运动。本实施例中，主动齿轮202与从动轴502啮合。

往复机构包括第一连接轴505、第二连接轴506、第三连接轴507、第四连接轴508、第三扇形齿轮509、第四扇形齿轮510、第一过渡齿轮511、第二过渡齿轮512、第三过渡齿轮513、第一联动齿轮514、第二联动齿轮515、联动皮带516、第一锥齿轮517和往复齿轮518。第一连接轴505的中部和第二连接轴506的中部均与机架1转动连接，第一连接轴505的上端与第三扇形齿轮509连接，第一连接轴505的下端与第一过渡齿轮511连接。第二连接轴506的上端与第四扇形齿轮510连接，第三过渡齿轮513和第二联动齿轮515均与第二连接轴506的下端连接，第三过渡齿轮513与传动齿轮504啮合。第三连接轴507的一端机架1转动连接，第二过渡齿轮512和第一联动齿轮514均与第三连接轴507连接，第二过渡齿轮512与第一过渡齿轮511啮合，第一联动齿轮514和第二联动齿轮515通过联动皮带516传动连接。第四连接轴518的一端与机架1转动连接，第一锥齿轮517和往复齿轮518呈上下布置且均与第四连接轴508连接，第一锥齿轮517用于驱动传动机构工作；当往复齿轮518与第三扇形齿轮509啮合时，往复齿轮518与第四扇形齿轮510脱离啮合；或者当往复齿轮518与第四扇形齿轮510啮合时，往复齿轮518与第三扇形齿轮509脱离啮合。

往复机构的各部件设计，实现了第一连接轴505和第二连接轴506的转动方向相反，即第三扇形齿轮509和第四扇形齿轮510的旋转方向相反；当往复齿轮518与第三扇形齿轮509啮合时，第一锥齿轮517通过传动机构和弧形齿条601带动弧面滑块603在弧形滑槽402内滑动，从而调节5G毫米波天线本体3的角度；当往复齿轮518与第四扇形齿轮510啮合时，第一锥齿轮517通过传动机构和弧形齿条601带动弧面滑块603在弧形滑槽402内反向滑动，进而5G毫米波天线本体3的角度。

其中，传动机构包括第二锥齿轮519、第三锥齿轮520、第四锥齿轮521、第五锥齿轮522、第三联动齿轮523、传动轴524、第五连接轴525和第六连接轴526，第五连接轴525和第六连接轴526均与机架1转动连接，第二锥齿轮519与第五连接轴525连接，第二锥齿轮519与第一锥齿轮517啮合；第三锥齿轮520和第四锥齿轮521均与第六连接轴526连接，第三锥齿轮520与第二锥齿轮519啮合；传动轴524的一端与机架1转动连接，第五锥齿轮522和第三联动齿轮523均与传动轴524连接，第五锥齿轮522与第四锥齿轮521啮合，第三联动齿轮523与弧形齿条601啮合。传动机构的各部件设计，使得第一锥齿轮517进行正/反向转动时带动第三联动齿轮523实现反/正向转动，从而实现弧面滑块603在弧形滑槽402内的往复运动。

进一步地，底座1上设有环形槽102，环形槽102设有多个呈轴向均布的球面槽103，每个球面槽103内均配设有钢球104，球面罩4设有与环形槽102滑动配合的环形滑块405，环形滑块405的底部与钢球104相抵。钢球104的设计，降低了环形滑块405与环形槽102之间的摩擦力，便于环形滑块405在环形槽102中滑动。为了避免环形滑块405脱离环形槽102，环形槽102的侧壁设有环形限位槽105，环形滑块405设有与环形限位槽105滑动配合的环形限位块406。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种5G毫米波雷达天线板，其特征在于：包括底座、驱动机构、5G毫米波天线本体和球形罩；

所述球形罩扣设在所述底座上，球形罩与底座转动连接，使球形罩相对底座可进行自转；

所述驱动机构安装在底座上，驱动机构用于驱动球形罩在底座上进行自转；

所述5G毫米波天线本体安装在球形罩上；

所述驱动机构包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、驱动轴、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮，底座设有凹槽，驱动电机布置在凹槽内，驱动电机的转轴与主动齿轮连接；从动齿轮、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮均与驱动轴连接，驱动轴的下端与底座转动连接，第一扇形齿轮和第二扇形齿轮相对驱动轴呈对称布置，从动齿轮与主动齿轮啮合；球形罩的敞口端的内侧设有环形齿条，环形齿条与第一扇形齿轮/第二扇形齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：还包括角度驱动机构和角度调节机构；

所述球形罩的外轮廓设有弧形滑槽，球形罩的内侧设有弧形燕尾槽，弧形滑槽的底部设有与弧形燕尾槽连通的弧形条状限位孔；

所述角度调节机构包括弧形齿条、限位块和弧面滑块，弧形齿条的背侧设有弧形条状燕尾块，弧形条状燕尾块与弧形燕尾槽滑动配合；弧面滑块与弧形滑槽滑动配合，限位块与弧形条状限位孔滑动配合，限位块的两端分别与弧面滑块的底面和弧形条状燕尾块的一端连接；弧面滑块上设有支撑杆，支撑杆的远弧面滑块一端与5G毫米波天线本体连接；所述角度驱动机构用于驱动弧形齿条沿弧形燕尾槽往复运动。

3.根据权利要求2所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：

所述角度驱动机构包括支架、从动轴、副齿轮、传动齿轮、往复机构和传动机构，支架安装在底座上，从动轴的两端分别与支架和底座转动连接，副齿轮和传动齿轮均与从动轴连接；驱动机构用于驱动副齿轮转动，传动齿轮用于驱使往复机构工作，往复机构通过传动机构驱动弧形齿条沿弧形燕尾槽往复运动。

4.根据权利要求3所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：

所述往复机构包括第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴、第三扇形齿轮、第四扇形齿轮、第一过渡齿轮、第二过渡齿轮、第三过渡齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮、联动皮带、第一锥齿轮和往复齿轮，第一连接轴的中部和第二连接轴的中部均与机架转动连接，第一连接轴的上端与第三扇形齿轮连接，第一连接轴的下端与第一过渡齿轮连接；第二连接轴的上端与第四扇形齿轮连接，第三过渡齿轮和第二联动齿轮均与第二连接轴的下端连接，第三过渡齿轮与传动齿轮啮合；第三连接轴的一端机架转动连接，第二过渡齿轮和第一联动齿轮均与第三连接轴连接，第二过渡齿轮与第一过渡齿轮啮合，第一联动齿轮和第二联动齿轮通过联动皮带传动连接；第四连接轴的一端与机架转动连接，第一锥齿轮和往复齿轮呈上下布置且均与第四连接轴连接；第一锥齿轮用于驱动传动机构工作；当往复齿轮与第三扇形齿轮啮合时，往复齿轮与第四扇形齿轮脱离啮合；或者当往复齿轮与第四扇形齿轮啮合时，往复齿轮与第三扇形齿轮脱离啮合。

5.根据权利要求4所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：

所述传动机构包括第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮、第三联动齿轮、传动轴、第五连接轴和第六连接轴，第五连接轴和第六连接轴均与机架转动连接，第二锥齿轮与第五连接轴连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合；第三锥齿轮和第四锥齿轮均与第六连接轴连接，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合；传动轴的一端与机架转动连接，第五锥齿轮和第三联动齿轮均与传动轴连接，第五锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第三联动齿轮与弧形齿条啮合。

6.根据权利要求1所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：

所述底座上设有环形槽，环形槽设有多个呈轴向均布的球面槽，每个球面槽内均配设有钢球，球面罩设有与环形槽滑动配合的环形滑块，环形滑块的底部与钢球相抵。

7.根据权利要求6所述的5G毫米波雷达天线板，其特征在于：

所述环形槽的侧壁设有环形限位槽，环形滑块设有与环形限位槽滑动配合的环形限位块。

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