CN117930161A - 一种毫米波雷达增益测量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及雷达测试领域，并且具体提供了一种毫米波雷达增益测量的装置和方法，该装置包括：测量暗室，测量暗室内设置有测量转台、直线导轨和弧形导轨；该装置还包括上位机，上位机用于控制伺服电机、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动；上位机还用于在每个采样周期，根据毫米波雷达接收的第一角反射器和/或第二角反射器反射的回波信号计算雷达增益，上位机通过球面积分处理雷达增益，绘制雷达三维增益图。该装置能够在一个暗室内自动化完成毫米波雷达的增益测量，并绘制三维增益图，提高了毫米波雷达增益测量的效率。

Description

一种毫米波雷达增益测量的装置和方法

技术领域

本申请实施例涉及雷达测试领域，并且更具体地，涉及一种毫米波雷达增益测量的装置和方法。

背景技术

毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测的雷达系统，具有较高的分辨率和准确性，广泛应用于军事、航空航天、交通管理等领域。为了确定毫米波雷达的性能，需要对其在空间中的增益进行有效的测量，例如，根据毫米波雷达接收到的通过角反射器反射的回波信号确定毫米波雷达在空间中一点的增益值。在暗室中对上述毫米波雷达的增益进行测量时，通常需要人工对角反射器的位置进行反复调节，测试成本较高并且效率较低。因此，如何自动化地实现毫米波雷达的增益测量是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种毫米波雷达增益测量的装置和方法，其能够在一个暗室内自动化完成毫米波雷达的增益测量，并绘制三维增益图，提高了毫米波雷达增益测量的效率。

第一方面，提供了一种毫米波雷达增益测量的装置，该装置包括：测量暗室，测量暗室内壁设置有吸波材料；测量暗室内设置有测量转台、直线导轨和弧形导轨；测量转台用于放置毫米波雷达，测量转台通过伺服电机驱动，使测量转台在水平面内进行水平旋转或在垂直于水平面的平面内进行垂直旋转；弧形导轨的开口朝向毫米波雷达，弧形导轨上设置有第一驱动单元和第一角反射器，第一驱动单元用于驱动第一角反射器在弧形导轨上运动；直线导轨指向毫米波雷达，直线导轨上设置有第二驱动单元和第二角反射器，第二驱动单元用于驱动第二角反射器在直线导轨上运动；装置还包括上位机，上位机用于控制伺服电机、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动；上位机还用于在每个采样周期，根据毫米波雷达接收的第一角反射器和/或第二角反射器反射的回波信号计算毫米波雷达增益；上位机还用于通过球面积分处理雷达增益，绘制雷达三维增益图。

本申请实施例中，通过上位机统筹控制伺服电机、第一驱动单元和第二驱动单元，使第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，同时根据角反射器的回波信号测量雷达增益并绘制三维增益图；该过程全部由上位机控制自动化实现，无需人工参与，提高了毫米波雷达增益测量的效率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上位机还用于控制伺服电机，使测量转台上的毫米波雷达与第一角反射器处于同一水平面，且毫米波雷达正对第一角反射器；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台向下进行垂直旋转，直至毫米波雷达失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台向上进行垂直旋转，直至毫米波雷达再次失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度/>，毫米波雷达的俯仰角/>的范围满足：；第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：第一角反射器和/或第二角反射器在毫米波雷达的俯仰角范围内在以毫米波雷达为中心的球面上运动。

本申请实施例中，上位机先通过转台的垂直旋转获取毫米波雷达的俯仰角范围，再控制伺服电机、第一驱动单元和第二驱动单元，使得角反射器只在计算出的俯仰角范围内运动，减少了角反射器在俯仰角范围外运动带来的时间浪费，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

应理解，毫米波雷达正对第一角反射器测量俯仰角范围仅作为示例，毫米波雷达正对第二角反射器或任何固定的角反射器，都可以实现上述对俯仰角范围的测量，本申请实施例对此不进行限制。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上位机还用于控制伺服电机，使测量转台上的毫米波雷达与第一角反射器处于同一水平面，且毫米波雷达正对第一角反射器；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台顺时针进行水平旋转，直至毫米波雷达失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台逆时针进行水平旋转，直至毫米波雷达再次失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度/>，毫米波雷达的方位角/>的范围满足：；第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：第一角反射器和/或第二角反射器在毫米波雷达的方位角范围内在以毫米波雷达为中心的球面上运动。

本申请实施例中，上位机先通过转台的水平旋转获取毫米波雷达的方位角范围，再控制伺服电机、第一驱动单元和第二驱动单元，使得角反射器只在计算出的方位角范围内运动，减少了角反射器在方位角范围外运动带来的时间浪费，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

应理解，毫米波雷达正对第一角反射器测量方位角范围仅作为示例，毫米波雷达正对第二角反射器或任何固定的角反射器，都可以实现上述对方位角范围的测量，本申请实施例对此不进行限制。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：第一角反射器固定在弧形导轨上和/或第二角反射器固定在直线导轨上；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台以第一步长进行垂直旋转，在每次垂直旋转后，上位机还用于控制伺服电机使测量转台水平旋转。

本申请实施例中，将第一角反射器或第二角反射器固定，上位机仅通过旋转测量转台来实现第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，此时上位机只需要记录测量转台的旋转角度和角反射器与毫米波雷达的距离，就可以确定角反射器与毫米波雷达的相对位置关系，减少了上位机的计算开销。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：上位机还用于控制伺服电机，使测量转台以第一步长进行垂直旋转，在每次垂直旋转后，上位机还用于控制伺服电机使测量转台水平旋转；当测量转台水平旋转时，上位机还用于控制第一驱动单元，使第一角反射器沿与测量转台水平旋转相反的方向运动。

本申请实施例中，当测量转台水平旋转时，上位机控制第一角反射器沿与测量转台水平旋转相反的方向运动，通过测量转台与第一角反射器的相向运动，增加了第一角反射器与毫米波雷达相对运动的速度上限，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一驱动单元还用于驱动旋臂带动弧形导轨以毫米波雷达为圆心旋转，旋臂一端连接弧形导轨，另一端连接测量转台中心；当测量转台水平旋转时，上位机还用于控制第一驱动单元，使弧形导轨沿与第一角反射器相同的方向旋转。

本申请实施例中，当测量转台水平旋转时，上位机控制第一角反射器沿与测量转台水平旋转相反的方向运动，同时驱动弧形导轨沿与第一角反射器相同的方向旋转，通过测量转台与第一角反射器、弧形转台的相向运动，进一步增加了第一角反射器与毫米波雷达相对运动的速度上限，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，直线导轨上还设置有第三角反射器，第二驱动单元还用于驱动第三角反射器；上位机还用于控制第二驱动单元，使第二角反射器与第三角反射器在直线导轨上的距离减小，当毫米波雷达检测到的回波信号由两个变为一个时，上位机记录第二角反射器与第三角反射器之间的距离为毫米波雷达的距离分辨率；弧形导轨上还设置有第一支架，第一支架垂直于弧形导轨，第一支架上设置多个悬挂杆，多个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，多个悬挂杆靠近毫米波雷达的末端与毫米波雷达的距离相同。

本申请实施例中，通过在弧形导轨上设置带有多个悬挂杆的第一支架，使得上位机可以在同一时刻获取球面空间中多个点的增益值，提升了雷达增益测量过程的整体效率。此外，在进行增益测量之前，上位机还通过控制第二角反射器和第三角反射器的相向移动，获取毫米波雷达的距离分辨率，并保证多个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，也就是悬挂杆末端悬挂的角反射器之间的距离大于或等于距离分辨率，从而避免毫米波雷达无法区分球面空间中的多个不同的角反射器。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，弧形导轨上还设置有高度可调的第一支架，第一支架垂直于弧形导轨，第一支架上水平设置有长度可调的第一悬挂杆，第一驱动单元还用于驱动第一支架升高或降低，第一驱动单元还用于驱动第一悬挂杆伸长或缩短；第一角反射器悬挂在第一悬挂杆上，第一悬挂杆上还悬挂第五角反射器；直线导轨上还设置有高度可调的第二支架，第二支架垂直于直线导轨，第二支架上水平设置有长度可调的第二悬挂杆，第二驱动单元还用于驱动第二支架升高或降低，第二驱动单元还用于驱动第二悬挂杆伸长或缩短；第二角反射器悬挂在第二悬挂杆上，第二悬挂杆上还悬挂第六角反射器；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台向上垂直旋转至少°，/>满足：；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台保持水平旋转；当毫米波雷达朝向弧形导轨一侧，上位机还用于控制第二支架升高，升高后的第二支架上高度最低的悬挂杆高于第一支架上高度最高的悬挂杆；当毫米波雷达朝向直线导轨一侧，上位机还用于控制第一支架升高，升高后的第一支架上高度最低的悬挂杆高于第二支架上高度最高的悬挂杆；上位机还用于控制第一驱动单元和第二驱动单元，使第一悬挂杆组、第二悬挂杆组靠近毫米波雷达的末端与毫米波雷达信号发射处保持第一距离。

本申请实施例中，测量转台保持水平旋转，通过改变弧形导轨上的第一支架和直线导轨上第二支上悬挂的角反射器的高度和位置，实现第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动。此外，上位机通过在测量转台朝向一侧时调整另一侧角反射器的位置，节省了增益测量过程中等待角反射器调整位置或等待测量转台垂直旋转的时间，提高了毫米波雷达增益测量的效率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，测量转台设置于直线导轨上，伺服电机还用于驱动测量转台在直线导轨上移动；当上位机绘制雷达三维增益图后，上位机还用于控制伺服电机，使测量转台在直线导轨上移动第二距离，上位机还用于控制伺服电机、第一驱动单元和第二驱动单元，以继续进行毫米波雷达增益测量。

本申请实施例中，当毫米波雷达在某一固定距离下的三维增益图绘制完成后，上位机通过使测量转台沿着直线导轨运动一段距离，可以使角反射器以另一固定距离在以毫米波雷达为中心的球面上运动，从而可以实现自动化的多层次三维增益图绘制。

第二方面，提供了一种毫米波雷达增益测量的方法，该方法包括：上位机控制伺服电机、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动；其中，毫米波雷达放置于测量转台上，测量转台通过伺服电机驱动，使测量转台在水平面内进行水平旋转或在垂直于水平面的平面内进行垂直旋转；第一驱动单元和第一角反射器设置于弧形导轨上，弧形导轨的开口朝向毫米波雷达，第一驱动单元用于驱动第一角反射器在弧形导轨上运动；第二驱动单元和第二角反射器设置于直线导轨上，直线导轨指向毫米波雷达，第二驱动单元用于驱动第二角反射器在直线导轨上运动；上位机在每个采样周期，根据毫米波雷达接收的第一角反射器和/或第二角反射器反射的回波信号计算毫米波雷达增益；上位机通过球面积分处理雷达增益，绘制雷达三维增益图。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上位机控制伺服电机，使测量转台上的毫米波雷达与第一角反射器处于同一水平面，且毫米波雷达正对第一角反射器；上位机控制伺服电机，使测量转台向下进行垂直旋转，直至毫米波雷达失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度；上位机控制伺服电机，使测量转台向上进行垂直旋转，直至毫米波雷达再次失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度/>，毫米波雷达的俯仰角/>的范围满足：/>；第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：第一角反射器和/或第二角反射器在毫米波雷达的俯仰角范围内在以毫米波雷达为中心的球面上运动。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上位机控制伺服电机，使测量转台上的毫米波雷达与第一角反射器处于同一水平面，且毫米波雷达正对第一角反射器；上位机控制伺服电机，使测量转台顺时针进行水平旋转，直至毫米波雷达失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度；上位机控制伺服电机，使测量转台逆时针进行水平旋转，直至毫米波雷达再次失去第一角反射器的回波信号，上位机记录此时测量转台的旋转角度/>，毫米波雷达的方位角/>的范围满足：/>；第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：第一角反射器和/或第二角反射器在毫米波雷达的方位角范围内在以毫米波雷达为中心的球面上运动。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一角反射器固定在弧形导轨上，或第二角反射器固定在直线导轨上；第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，还包括：上位机控制伺服电机，使测量转台以第一步长进行垂直旋转；在每次垂直旋转后，上位机控制伺服电机使测量转台水平旋转。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，还包括：上位机控制伺服电机，使测量转台以第一步长进行垂直旋转，在每次垂直旋转后，上位机还用于控制伺服电机使测量转台水平旋转；当测量转台水平旋转时，上位机控制第一驱动单元，使第一角反射器沿与测量转台水平旋转相反的方向运动。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上位机通过第一驱动单元驱动旋臂带动弧形导轨以毫米波雷达为圆心旋转，旋臂一端连接弧形导轨，另一端连接测量转台中心；当测量转台水平旋转时，上位机控制第一驱动单元，使弧形导轨沿与第一角反射器相同的方向旋转。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，第二驱动单元还用于驱动第三角反射器，上位机控制第二驱动单元，使第二角反射器与第三角反射器在直线导轨上相向移动，并根据第二角反射器和第三角反射器的回波信号确定毫米波雷达的距离分辨率，第三角反射器设置在直线导轨上；在弧形导轨上设置第一支架，第一支架垂直于弧形导轨，第一支架上设置多个悬挂杆，多个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，多个悬挂杆靠近毫米波雷达的末端与毫米波雷达的距离相同；第一角反射器悬挂在悬挂杆上，悬挂杆还悬挂第四角反射器。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，在弧形导轨上设置高度可调的第一支架，第一支架垂直于弧形导轨，第一支架上水平设置有长度可调的第一悬挂杆，第一驱动单元还用于驱动第一支架升高或降低，第一驱动单元还用于驱动第一悬挂杆伸长或缩短；在第一悬挂杆上悬挂第一角反射器，第一悬挂杆上还悬挂第五角反射器；在直线导轨上设置高度可调的第二支架，第二支架垂直于直线导轨，第二支架上水平设置有长度可调的第二悬挂杆，第二驱动单元还用于驱动第二支架升高或降低，第二驱动单元还用于驱动第二悬挂杆伸长或缩短；在第二悬挂杆上悬挂第二角反射器，第二悬挂杆上还悬挂第六角反射器；上位机控制伺服电机，使测量转台向上垂直旋转至少°，/>满足：/>；上位机控制伺服电机，使测量转台保持水平旋转；当毫米波雷达朝向弧形导轨一侧，上位机控制第二支架升高，升高后的第二支架上高度最低的悬挂杆高于第一支架上高度最高的悬挂杆；当毫米波雷达朝向直线导轨一侧，上位机控制第一支架升高，升高后的第一支架上高度最低的悬挂杆高于第二支架上高度最高的悬挂杆；上位机控制第一驱动单元和第二驱动单元，使第一悬挂杆组、第二悬挂杆组靠近毫米波雷达的末端与毫米波雷达信号发射处保持第一距离。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，测量转台设置于直线导轨上，伺服电机驱动测量转台在直线导轨上移动；当上位机绘制雷达三维增益图后，上位机控制伺服电机，使测量转台在直线导轨上沿远离角反射器的方向移动第二距离；上位机控制伺服电机、第一驱动单元和第二驱动单元，以继续进行毫米波雷达增益测量。

第三方面，提供了一种暗室，包括吸波材料、第一方面及其实施方式中的装置。

第四方面，提供了一种芯片系统，包括存储器和处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得安装有该芯片系统的毫米波雷达增益测量装置执行上述第二方面及其实施方式中的方法。

第五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码被运行时，使得上述毫米波雷达增益测量装置执行上述第二方面及其实施方式中的方法。

第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有程序，该程序使得上述毫米波雷达增益测量装置执行上述第二方面及其实施方式中的方法。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种毫米波雷达增益测量暗室示意图。

图2是本申请实施例提供的一种毫米波雷达俯仰角测量示意图。

图3是本申请实施例提供的一种毫米波雷达方位角测量示意图。

图4是本申请实施例提供的一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

图5是本申请实施例提供的另一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

图6是本申请实施例提供的又一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

图7是本申请实施例提供的一种芯片系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测的雷达系统，具有较高的分辨率和准确性，广泛应用于军事、航空航天、交通管理等领域。由于其高频段、大带宽及低时延等射频特性，在毫米波雷达研发过程中，常常需要验证雷达性能指标，工程应用中一些比较重要的参数例如：探测距离范围、距离分辨率、角度范围、角度分辨率，以及测量毫米波雷达的增益和绘制雷达增益图。其中，距离分辨率是指毫米波雷达在距离维将两个大小相等的点目标区分开的最小距离；角度分辨率是指毫米波雷达能区分出的相同距离、相同回波强度的两个目标所需要的目标之间的最小方位角。

毫米波雷达增益是毫米波雷达在特定方向上接受或发射电磁波时，系统相对于一个理想点源或理想天线的性能提升。毫米波雷达的增益主要取决于天线的性能，增益越高意味着天线在特定方向上更加敏感，能够更有效地辐射或接收电磁波。

为了减少外部环境干扰和多径效应，提高测量毫米波雷达增益的准确性，通常需要模拟无回波和电磁屏蔽的工作环境，因此采用暗室测试环境进行测试。

暗室具有较低的干扰和多径效应，能够提供较为理想的测试环境，在进行暗室建设时需要考虑暗室屏蔽效能、暗室尺寸和暗室静区性能等因素。选择合适的材料，满足要求的屏蔽、滤波和接地措施，通过合理的安装工艺，可以充分保证暗室的屏蔽效能。对于远场测量，待测设备与目标的距离必须足够长，才能满足天线辐射在平面波区域。因此，待测设备与目标的距离是决定暗室尺寸的最为关键的尺寸。但距离越长，暗室的占地面积越大。需要通过周密计算，尽可能以最小的暗室尺寸，获得比较理想的测量效果。该距离与发射器/天线的波长和最大口径有关，计算公式为，其中，/>为远场的测量距离，D为发射器/天线的口径尺寸，λ为测量频率对应的波长，f为测量频率，c为光速。从以上的计算公式可知，在远场测量技术中，天线口径尺寸越大，测试频段越高，需要的测量距离越长，即暗室的尺寸越大。在实际搭建测试暗室时，暗室的长度方向还应考虑待测设备安装转台的占地空间以及测量天线目标的前伸距离等因素，暗室的宽度方向由目标所在的滑轨的尺寸决定，雷达在垂直方向上的波束宽度以及楼层的内部顶高决定了暗室的高度。

为了确定毫米波雷达的性能，需要对其在空间中的增益进行有效的测量，例如，根据毫米波雷达接收到的通过角反射器反射的回波信号确定毫米波雷达在空间中一点的增益值。在暗室中对上述毫米波雷达的增益进行测量时，通常需要人工对角反射器的位置进行反复调节，测试成本较高并且效率较低。

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种毫米波雷达增益测量的装置和方法，能够提高毫米波雷达增益测量的效率。

图1是本申请实施例提供的一种毫米波雷达增益测量暗室示意图。

如图1所示，为本申请实施例可以适用的一种毫米波雷达测试暗室示意图，该暗室为全密闭空间，用于模拟自由空间环境，在测试暗室屏蔽结构内侧的六个面均铺设有吸波材料，目的是将所有反射波（包括绕射、散射波）减少到最低程度，能够保证测量毫米波雷达增益的准确性。

示例性的，吸波材料可以包括尖劈形、平板形等形状，吸波材料可以包括铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、纳米吸波材料等材料。

在一种可能的实现方式中，测量暗室内设置有测量转台110、直线导轨120和弧形导轨130；测量转台110用于放置毫米波雷达140，测量转台110通过伺服电机150驱动，使测量转台110在水平面内进行水平旋转或在垂直于水平面的平面内进行垂直旋转；弧形导轨130的开口朝向毫米波雷达140，弧形导轨130上设置有第一驱动单元和第一角反射器161，第一驱动单元用于驱动第一角反射器161在弧形导轨130上运动；直线导轨120指向毫米波雷达，直线导轨120上设置有第二驱动单元和第二角反射器162，第二驱动单元用于驱动第二角反射器162在直线导轨120上运动。

具体地，测量转台110可以通过伺服电机150以电动的方式在水平面内进行水平旋转，即调整设置于测量转台110上的毫米波雷达140的方位角，或沿垂直于测量转台110的方向进行垂直旋转，即调整设置于测量转台110上的毫米波雷达140的俯仰角。

进一步地，通过伺服电机150控制测量转台110进行旋转可以包括行程、速度、分辨率、精度、负载等参数。

示例性的，测量转台110进行水平旋转和垂直旋转的行程为0°至360°，即测量转台110的旋转不受角度限制；测量转台110进行水平旋转和垂直旋转的速度上限可以为10°/s；测量转台110进行水平旋转和垂直旋转的分辨率可以为0.1°，即上位机最小可以控制测量转台110旋转0.1°；测量转台110进行水平旋转和垂直旋转的精度可以为±0.1°，即上位机通过伺服电机150控制测量转台110进行水平旋转和垂直旋转的误差可以达到±0.1°；测量转台110的负载可以是20kg，即测量转台110上设置的包括毫米波雷达140在内的装置重量不超过20kg。

具体地，角反射器也可以称为雷达反射器，角反射器是通过金属板材根据不同用途做成的不同规格的雷达波反射器。当毫米波雷达140发射的电磁波扫描到角反射后，电磁波会在金属角上产生折射放大，产生很强的回波信号。直线导轨120和弧形导轨130上的角反射器可以沿导轨运动，毫米波雷达140可以根据回波信号计算角反射器所在位置处的毫米波雷达增益。

应理解，本申请实施例中以毫米波雷达140接收角反射器的回波信号来计算毫米波雷达增益为例，本申请实施例中也可以通过频谱仪替代角反射器直接接收毫米波雷达140的发射信号，获取毫米波雷达140在该频谱仪所在位置处的增益。

应理解，本申请实施例中第一驱动单元和第二驱动单元可以是抽象的驱动单元，第一驱动单元和第二驱动单元分别表示驱动弧形导轨130和直线导轨120上全部可移动装置的驱动单元，例如一个或多个伺服电机及其对应的传动装置，本申请对第一驱动单元和第二驱动单元的具体形式不进行限制。

在一种可能的实现方式中，请继续参考图1，毫米波雷达增益测量装置还包括上位机，上位机用于控制伺服电机150、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动；上位机还用于在每个采样周期，根据毫米波雷达140接收的第一角反射器161和/或第二角反射器162反射的回波信号计算雷达增益；上位机还用于通过球面积分处理雷达增益，绘制雷达三维增益图。

具体地，上位机可以包括直接发送操作指令的计算机或单片机，上位机可以提供用户操作交互界面并向用户展示反馈数据。例如，典型的上位机可以包括电脑、手机、平板、面板、触摸屏等。用户可以通过上位机给例如伺服电机150、第一驱动单元、第二驱动单元等下位的驱动装置发送控制命令，这些下位装置接收到上位机发送的控制命令后执行相应的动作；上位机还可以接收下位设备发送的信息并对信息进行处理，例如上位机可以接收毫米波雷达140发送的状态信息，该状态信息可以包括毫米波雷达140接收到的角反射器的反射信息。

进一步地，上位机中还可以通过预训练的AI程序或预编码的控制程序，自动化地执行本申请实施例中上位机的操作，或实现本申请实施例中上位机的功能。

具体地，毫米波雷达发射的电磁波信号一般是锥状的波束，通过上位机控制角反射器在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，可以使毫米波雷达140通过角反射器的回波信号获取毫米波雷达140发射信号的锥状波束中，与毫米波雷达140距离固定的一个面上各点的反射信号，进而通过上位机计算该面上各点处的毫米波雷达增益。

进一步地，上位机可以周期性地计算当前时刻毫米波雷达140发射信号的锥状的波束中，角反射器所在位置的毫米波雷达增益强度。

示例性的，上位机每隔0.5s记录一次角反射器所在位置的毫米波雷达增益强度，并根据上位机通过伺服电机150、第一驱动单元和/或第二驱动单元控制测量转台110、第一角反射器161和/或第二角反射器162移动的距离和/或角度，计算出一个或多个回波信号对应的角反射器所在的位置，并记录在上位机中。

应理解，采样周期可以在上位机中设置，本申请实施例对采样周期的具体数值不进行限制。

示例性的，请继续参考图1，弧形导轨130与毫米波雷达140的距离可以为3m，即设置于弧形导轨130上的第一角反射器161与毫米波雷达140的距离可以为3m。当上位机通过第一驱动单元控制第一角反射器161在弧形导轨130上运动，或通过伺服电机150控制测量转台110旋转时，上位机根据第一角反射器161以毫米波雷达140为圆心旋转的角度和第一角反射器161与毫米波雷达140的距离，可以建立极坐标系直接表示或者建立直角坐标系计算出以毫米波雷达140为原点，第一角反射器161的位置。

进一步地，上位机可以根据角反射器的所在位置和计算出的对应位置的毫米波雷达增益，通过球面积分绘制毫米波雷达的三维增益图。

具体地，上位机可以将毫米波雷达的辐射场表示为一个函数，描述在不同方向上的辐射增益，上位机对球面上记录的每个点进行球面积分，每个点的积分结果将给出该点上的辐射场贡献，可以被视为增益的一部分。上位机可以将球面上所有记录的点的增益贡献相加，得到整个球面上的增益分布。

进一步地，通过球面积分绘制毫米波雷达的三维增益图可能涉及较为复杂的数学表达式，实际应用中通常使用仿真工具来进行计算，例如上位机可以将多个上述角反射器的所在位置和对应位置的毫米波雷达增益输入给计算机程序或雷达仿真软件，绘制出毫米波雷达140在一个固定距离下的三维增益图或称三维苹果图。

进一步地，上位机可以根据绘制出的三维增益图，确定以毫米波雷达140为球心的上述固定距离下任意一点的毫米波雷达增益。

本申请实施例中，通过上位机统筹控制伺服电机150、第一驱动单元和第二驱动单元，使第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，同时根据角反射器的回波信号测量雷达增益并绘制三维增益图；该过程全部由上位机控制自动化实现，无需人工参与，提高了毫米波雷达140增益测量的效率。

图2是本申请实施例提供的一种毫米波雷达俯仰角测量示意图。

在一种可能的实现方式中，请参考图1和图2，上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110上的毫米波雷达140与第一角反射器161处于同一水平面，且毫米波雷达140正对第一角反射器161；上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110向下进行垂直旋转，直至毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录此时测量转台110的旋转角度；上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110向上进行垂直旋转，直至毫米波雷达140再次失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录此时测量转台110的旋转角度/>，毫米波雷达140的俯仰角/>的范围满足：/>；第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，包括：第一角反射器161和/或第二角反射器162在毫米波雷达140的俯仰角范围内在以毫米波雷达140为中心的球面上运动。

具体地，请参考图1和2，毫米波雷达140的发射信号为锥状波束，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140发射波束的方向正对第一角反射器161。随后，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使测量转台110向下进行垂直旋转。当第一角反射器161离开锥状波束上方的边界，毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录从毫米波雷达140正对第一角反射器161至毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号的过程中，测量转台110向下旋转的角度；再后，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使测量转台110向上进行垂直旋转。当第一角反射器161离开锥状波束下方的边界，毫米波雷达140第二次失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录从毫米波雷达140第一次至第二次失去第一角反射器161的回波信号的过程中，测量转台110向上旋转的角度/>。

进一步地，如图2所示，毫米波雷达140发射信号的俯仰角的范围满足：。

应理解，本申请实施例中还可以通过其他方法确定毫米波雷达140的俯仰角范围，例如上位机控制测量转台110先向上再向下旋转，或上位机控制第一角反射器161升高和降低，并相应地改进俯仰角的表达式来确定毫米波雷达140的俯仰角范围。

进一步地，上位机可以根据毫米波雷达140的俯仰角计算结果，提前规划测量转台110、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使角反射器在上述俯仰角的范围内，以毫米波雷达140为中心在球面上运动。

应理解，利用毫米波雷达140与第一角反射器161测量俯仰角范围仅作为示例，毫米波雷达140与第二角反射器162或任何其他角反射器，都可以实现上述对俯仰角范围的测量，本申请实施例对此不进行限制。

本申请实施例中，上位机先通过转台的垂直旋转获取毫米波雷达140的俯仰角范围，再控制伺服电机150、第一驱动单元和第二驱动单元，使得角反射器只在计算出的俯仰角范围内运动，减少了角反射器在俯仰角范围外运动带来的时间浪费，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

图3是本申请实施例提供的一种毫米波雷达方位角测量示意图。

在一种可能的实现方式中，请参考图1和图3，上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110上的毫米波雷达140与第一角反射器161处于同一水平面，且毫米波雷达140正对第一角反射器161；上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110顺时针进行水平旋转，直至毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录此时测量转台110的旋转角度；上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110逆时针进行水平旋转，直至毫米波雷达140再次失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录此时测量转台110的旋转角度/>，毫米波雷达140的方位角/>的范围满足：/>；第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，包括：第一角反射器161和/或第二角反射器162在毫米波雷达140的方位角范围内在以毫米波雷达140为中心的球面上运动。

具体地，请继续参考图1和图3，毫米波雷达140的发射信号为锥状波束，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140发射波束的方向正对第一角反射器161。随后，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使测量转台110顺时针进行水平旋转。当第一角反射器161离开锥状波束左侧的边界，毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录从毫米波雷达140正对第一角反射器161至毫米波雷达140失去第一角反射器161的回波信号的过程中，测量转台110顺时针进行水平旋转的角度；再后，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使测量转台110逆时针进行水平旋转。当第一角反射器161离开锥状波束右侧的边界，毫米波雷达140第二次失去第一角反射器161的回波信号，上位机记录从毫米波雷达140第一次至第二次失去第一角反射器161的回波信号的过程中，测量转台110逆时针进行水平旋转的角度/>。

进一步地，如图2所示，毫米波雷达140发射信号的俯仰角的范围满足：。

应理解，本申请实施例中还可以通过其他方法确定毫米波雷达140的方位角范围，例如上位机控制测量转台110先逆时针再顺时针旋转，或毫米波雷达140固定，上位机控制第一角反射器161在弧形导轨130上运动，并相应地改进方位角的表达式来确定毫米波雷达140的方位角范围，本申请实施例对此不进行限制。

进一步地，上位机可以根据毫米波雷达140的方位角计算结果，提前规划测量转台110、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使角反射器在上述方位角的范围内，以毫米波雷达140为中心在球面上运动。

应理解，利用毫米波雷达140与第一角反射器161测量方位角范围仅作为示例，毫米波雷达140与第二角反射器162或任何其他角反射器，都可以实现上述对方位角范围的测量，本申请实施例对此不进行限制。

本申请实施例中，上位机先通过转台的水平旋转获取毫米波雷达140的方位角范围，再控制伺服电机150、第一驱动单元和第二驱动单元，使得角反射器只在计算出的方位角范围内运动，减少了角反射器在方位角范围外运动带来的时间浪费，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

在一种可能的实现方式中，第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，包括：第一角反射器161固定在弧形导轨130上和/或第二角反射器162固定在直线导轨120上；上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110以第一步长进行垂直旋转，在每次垂直旋转后，上位机还用于控制伺服电机150使测量转台110水平旋转。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140的初始方向垂直指向地面。接着，上位机通过伺服电机150控制测量转台110垂直旋转1°，垂直旋转后，上位机控制伺服电机150进行水平旋转360°，上位机可以每隔0.1s进行一次采样，存储角反射器处的毫米波雷达增益和角反射器相对于毫米波雷达140的位置信息。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110交替执行上述垂直旋转和水平旋转，直至毫米波雷达140向上并垂直于地面。

进一步地，上位机可以通过伺服电机150控制测量转台110，使测量过程中角反射器始终保持在毫米波雷达140的发射波束的俯仰角和/或方位角范围内。

示例性的，请继续参考图2和图3，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140的初始方向为俯仰轴斜向下°，方位轴斜向左/>°。随后，上位机控制伺服电机150进行水平旋转，使毫米波雷达140的方位轴从斜向左/>°运动到斜向右/>°，水平旋转后，上位机可以通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转1°，随后使毫米波雷达140的方位轴从斜向右/>°运动到斜向左/>°。交替执行上述垂直旋转和水平旋转，直至毫米波雷达140俯仰轴到达斜向上/>°。在上述过程中，上位机可以每隔0.5s进行一次采样，存储角反射器处的毫米波雷达增益和角反射器相对于毫米波雷达140的位置信息。

本申请实施例中，将第一角反射器161和/或第二角反射器162固定，上位机仅通过旋转测量转台110来实现第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，此时上位机只需要记录测量转台的旋转角度和角反射器与毫米波雷达140的距离，就可以确定角反射器与毫米波雷达140的相对位置关系，减少了上位机的计算开销。

在一种可能的实现方式中，第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，包括：上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110以第一步长进行垂直旋转，在每次垂直旋转后，上位机还用于控制伺服电机150使测量转台110水平旋转；当测量转台110水平旋转时，上位机还用于控制第一驱动单元，使第一角反射器161沿与测量转台110水平旋转相反的方向运动。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140的初始方向垂直指向地面。接着，上位机通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转1°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150顺时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元控制第一角反射器161沿弧形导轨130逆时针运动。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110继续向上垂直旋转1°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150逆时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元控制第一角反射器161沿弧形导轨130顺时针运动。

进一步地，上位机可以通过伺服电机150控制测量转台110，通过第一驱动单元控制第一角反射器161，重复执行上述操作使第一角反射器161以毫米波雷达140为球心移动，直至毫米波雷达140向上并垂直于地面。

示例性的，测量转台110的旋转速度上限为10°/s，第一角反射器161沿弧形导轨130运动的速度上限为5°/s，当第一角反射器161沿与测量转台110水平旋转相反的方向运动，第一角反射器与测量转台之间相对旋转角速度可以提升至15°/s。

示例性的，由于第一角反射器与测量转台之间相对旋转角速度的提升，若上位机的采样周期不变，采样点的密度会减小，因此可以提升上位机的采样周期，例如上位机每0.25s进行一次采样，保证采样点的密度充足，进而确保绘制的三维增益图误差符合要求。

本申请实施例中，当测量转台110水平旋转时，上位机控制第一角反射器161沿与测量转台110水平旋转相反的方向运动，通过测量转台110与第一角反射器161的相向运动，增加了第一角反射器161与毫米波雷达140相对运动的速度上限，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

在一种可能的实现方式中，第一驱动单元还用于驱动旋臂带动弧形导轨130以毫米波雷达140为圆心旋转，旋臂一端连接弧形导轨130，另一端连接测量转台140中心；当测量转台140水平旋转时，上位机还用于控制第一驱动单元，使弧形导轨130沿与第一角反射器161相同的方向旋转。

具体地，上述旋臂可以包括直杆形旋臂、三角形旋臂等，旋臂用于使弧形导轨130以毫米波雷达140为圆心旋转，测量转台110的旋转与旋臂的旋转由第一驱动单元单独控制，当测量转台110进行水平旋转或垂直旋转时，旋臂可以始终保持水平方向，并由第一驱动单元单独控制进行顺时针或逆时针旋转。

示例性的，请继续参考图3，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140的初始方向垂直指向地面，旋臂保持水平方向，上位机可以通过第一驱动单元驱动第一角反射器161在初始时置于弧形导轨130上的顺时针极限位置。接着，上位机通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转1°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150顺时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元，同时控制第一角反射器161沿弧形导轨130逆时针运动，以及旋臂带动弧形导轨130沿逆时针运动。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110继续向上垂直旋转1°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150逆时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元，同时控制第一角反射器161沿弧形导轨130顺时针运动，以及旋臂带动弧形导轨130沿顺时针运动。

进一步地，重复执行上述操作使第一角反射器161以毫米波雷达140为球心运动，直至毫米波雷达140向上并垂直于地面。上位机按一定时间间隔记录第一角反射器161相对于毫米波雷达的位置以及该位置处的雷达增益。

示例性的，测量转台110的旋转速度上限为10°/s，第一角反射器161沿弧形导轨130运动的速度上限为5°/s，弧形导轨130以毫米波雷达140为圆心旋转的速度上限为5°/s，当第一角反射器161沿与测量转台110水平旋转相反的方向运动，以及旋臂带动弧形导轨130沿顺时针运动，第一角反射器与测量转台之间相对旋转角速度可以提升至20°/s。

示例性的，由于第一角反射器与测量转台之间相对旋转角速度的提升，若上位机的采样周期不变，采样点的密度会减小，因此可以提升上位机的采样周期，例如上位机每0.1s进行一次采样，保证采样点的密度充足，进而确保绘制的三维增益图误差符合要求。

本申请实施例中，当测量转台110水平旋转时，上位机控制第一角反射器161沿与测量转台110水平旋转相反的方向运动，同时驱动弧形导轨130沿与第一角反射器161相同的方向旋转，通过测量转台110与第一角反射器161、弧形转台的相向运动，进一步增加了第一角反射器161与毫米波雷达140相对运动的速度上限，提升了雷达增益测量过程的整体效率。

在一种可能的实现方式中，直线导轨120上还设置有第三角反射器，第二驱动单元还用于驱动第三角反射器；上位机还用于控制第二驱动单元，使第二角反射器162与第三角反射器在直线导轨120上的距离减小，当毫米波雷达140检测到的回波信号由两个变为一个时，上位机记录第二角反射器162与第三角反射器之间的距离为毫米波雷达140的距离分辨率。

图4是本申请实施例提供的一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

在一种可能的实现方式中，请参考图4，弧形导轨130上还设置有第一支架171，第一支架171垂直于弧形导轨130，第一支架171上设置多个悬挂杆，多个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，多个悬挂杆靠近毫米波雷达140的末端与毫米波雷达140的距离相同；第一角反射器161悬挂在悬挂杆上，悬挂杆还悬挂第四角反射器164。

具体地，距离分辨率可以通过毫米波雷达140无法分辨两个角反射器的瞬间，两个角反射器之间的距离确定。

示例性的，直线导轨120正对毫米波雷达140，直线导轨120上设置有第二角反射器162与第三角反射器，两个角反射器分别初始设置于直线导轨120的两端，此时毫米波雷达140可以区分两个角反射器的回波信号，即上位机上可以显示或记录两个角反射器的位置和对应位置处的雷达增益。

示例性的，上位机控制第二驱动单元，使第二角反射器162与第三角反射器在直线导轨120上相向移动，当毫米波雷达140无法区分两个角反射器的回波信号，即上位机上只能显示或记录一个角反射器的位置和对应位置处的雷达增益。此时直线导轨上两个角反射器之间的距离d1为毫米波雷达140的距离分辨率。

应理解，本申请实施例中确定距离分辨率的方法仅作为示例，例如，还可以通过弧形导轨130上两个角反射器在弧形导轨130上相向移动，根据角反射器之间的夹角以及角反射器与毫米波雷达140的距离来确定距离分辨率。

进一步地，请继续参考图4，第一支架171垂直于弧形导轨130并可以沿弧形导轨顺时针或逆时针运动，第一支架171上设置有两个悬挂杆，两个悬挂杆靠近毫米波雷达140的一侧与毫米波雷达的距离相等，且两个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率。根据勾股定理，当两个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，第一角反射器161与第四角反射器164之间的距离一定大于距离分辨率，即毫米波雷达140一定可以区分开第一角反射器161与第四角反射器164的回波信号。

应理解，第一支架171上可以设置多个悬挂杆，多个悬挂杆靠近毫米波雷达140的一侧与毫米波雷达的距离均相等，且任意两个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，本申请对悬挂杆的数量不进行限制。

示例性的，请继续参考图4，上位机通过伺服电机150控制测量转台110，使毫米波雷达140的初始方向垂直指向地面，上位机可以通过第一驱动单元驱动第一支架171，使第一角反射器161和第四角反射器164在初始时置于弧形导轨130上的顺时针极限位置。接着，上位机通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转2°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150顺时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元控制第一支架171，使第一角反射器161和第四角反射器164沿弧形导轨130逆时针运动。

具体地，上位机通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转的角度应当大于两个角反射器与毫米波雷达140所形成的夹角。

示例性的，上位机通过伺服电机150控制测量转台110向上垂直旋转2°，垂直旋转后，上位机可以控制伺服电机150逆时针水平旋转，同时上位机通过第一驱动单元控制第一支架171，使第一角反射器161和第四角反射器164沿弧形导轨130顺时针运动。

进一步地，重复执行上述操作，直至毫米波雷达140向上并垂直于地面。在测量过程中，保持第一支架171与测量转台110的旋转方向相反，使第一角反射器161与第四角反射器164同时以毫米波雷达140为球心运动，毫米波雷达140可以同时接收两个角反射器的回波信号，上位机按一定时间间隔记录两个角反射器相对于毫米波雷达的位置以及该位置处的雷达增益。

应理解，本申请实施例中第四角反射器164可以表示多个角反射器，第一支架171上悬挂的角反射器数量小于或等于第一支架171上悬挂杆的数量。

本申请实施例中，通过在弧形导轨130上设置带有多个悬挂杆的第一支架，使得上位机可以在同一时刻获取球面空间中多个点的增益值，提升了雷达增益测量过程的整体效率。此外，在进行增益测量之前，上位机还通过控制第二角反射器162和第三角反射器的相向移动，获取毫米波雷达140的距离分辨率，并保证多个悬挂杆之间的距离大于或等于距离分辨率，也就是悬挂杆末端悬挂的角反射器之间的距离大于距离分辨率，从而避免毫米波雷达140无法区分球面空间中的多个不同的角反射器。

图5是本申请实施例提供的另一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

在一种可能的实现方式中，请参考图5，弧形导轨130上还设置有高度可调的第二支架172，第二支架172垂直于弧形导轨130，第二支架172上水平设置有长度可调的第一悬挂杆181，第一驱动单元还用于驱动第二支架172升高或降低，第一驱动单元还用于驱动第一悬挂杆181伸长或缩短；第一角反射器161悬挂在第一悬挂杆181上，第一悬挂杆181上还悬挂第五角反射器165；直线导轨120上还设置有高度可调的第三支架173，第三支架173垂直于直线导轨120，第三支架173上水平设置有长度可调的第二悬挂杆182，第二驱动单元还用于驱动第三支架173升高或降低，第二驱动单元还用于驱动第二悬挂杆182伸长或缩短；第二角反射器162悬挂在第二悬挂杆182上，第二悬挂杆182上还悬挂第六角反射器166；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台110向上垂直旋转至少°，/>满足：；上位机还用于控制伺服电机，使测量转台110保持水平旋转；当毫米波雷达朝向弧形导轨130一侧，上位机还用于控制第三支架173升高，升高后的第三支架173上高度最低的悬挂杆高于第二支架172上高度最高的悬挂杆；当毫米波雷达朝向直线导轨120一侧，上位机还用于控制第二支架172升高，升高后的第二支架172上高度最低的悬挂杆高于第三支架173上高度最高的悬挂杆；上位机还用于控制第一驱动单元和第二驱动单元，使第一悬挂杆181组、第二悬挂杆182组靠近毫米波雷达的末端与毫米波雷达信号发射处保持第一距离。

应理解，本申请实施例中第一悬挂杆181和第二悬挂杆182分别可以包括多个悬挂杆，多个悬挂杆之间的距离可以大于或等于毫米波雷达140的距离分辨率，本申请实施例对第一悬挂杆181和第二悬挂杆182包括的悬挂杆数量不进行具体限制。

还应理解，本申请实施例中还可以通过其他方式令角反射器在毫米波雷达140为中心的球面上运动，例如第二支架172和第三支架173交替降低，或者一个支架升高另一个支架降低。

示例性的，请继续参考图5，第二支架172上的第一悬挂杆181上悬挂有第一角反射器161和第五角反射器165，第五角反射器165高于第一角反射器161。初始测量毫米波雷达140的功率时第一角反射器161可以位于毫米波雷达俯仰角范围最下方。第三支架173上的第二悬挂杆182上悬挂与第二角反射器162和第六角反射器166，第六角反射器166的高于第二角反射器162。

示例性的，当上位机检测到测量转台110将毫米波雷达140旋转至弧形导轨130一侧，在毫米波雷达140朝向弧形导轨130半区的时间内，毫米波雷达140接收第二支架172上第一角反射器161和第五角反射器165的回波信号，上位机在每隔采样周期记录这两个角反射器相对于毫米波雷达140的位置以及该位置对应的毫米波雷达增益，同时上位机命令第二驱动单元驱动第三支架173上升，使第二悬挂杆182中最低的悬挂杆高于第一悬挂杆181中最高的悬挂杆，进而第二角反射器162高于第五角反射器165。

示例性的，当上位机检测到测量转台110将毫米波雷达140旋转至直线导轨120一侧，在毫米波雷达140朝向直线导轨120半区的时间内，毫米波雷达140接受第三支架173上第二角反射器162和第六角反射器166的回波信号，上位机记录这两个角反射器相对于毫米波雷达140的位置以及该位置对应的毫米波雷达增益，同时上位机命令第一驱动单元驱动第二支架172上升，使第一悬挂杆181中最低的悬挂杆高于第二悬挂杆182中最高的悬挂杆，进而第一角反射器161高于第六角反射器166。

示例性的，上位机通过第一、第二驱动单元以及伺服电机控制交替执行上述第二支架172和第三支架173的上升，使毫米波雷达140每水平旋转一周可以测量到四个不同纬度下的毫米波雷达增益。

应理解，本申请实施例中悬挂杆的伸缩，测量转台110的旋转、支架的升高或降低以及支架沿导轨的移动可以单独控制，实现角反射器在毫米波雷达140为中心的球面上运动。例如本申请实施例中也可以不改变支架的高度，而通过测量转台110的垂直旋转实现角反射器在毫米波雷达140为中心的球面上运动；或者本申请实施例中也可以不改变悬挂杆的长度，通过调整支架在导轨上的位置实现角反射器在毫米波雷达140为中心的球面上运动，以上操作均可以通过上位机控制实现。

本申请实施例中，测量转台保持水平旋转，通过改变弧形导轨130上的第一支架和直线导轨120上第二支上悬挂的角反射器的高度和位置，实现第一角反射器161和/或第二角反射器162在以毫米波雷达140为中心的球面上运动。此外，上位机通过在测量转台110朝向一侧时调整另一侧角反射器的位置，节省了增益测量过程中等待角反射器调整位置或等待测量转台110垂直旋转的时间，提高了毫米波雷达140增益测量的效率。

图6是本申请实施例提供的又一种毫米波雷达增益测量装置示意图。

在一种可能的实现方式中，请参考图6，测量转台110设置于直线导轨120上，伺服电机150还用于驱动测量转台110在直线导轨120上移动；当上位机绘制雷达三维增益图后，上位机还用于控制伺服电机150，使测量转台110在直线导轨120上移动第二距离，上位机还用于控制伺服电机150、第一驱动单元和第二驱动单元，以继续进行毫米波雷达140增益测量。

示例性的，请继续参考图6，初始进行毫米波雷达增益测量时，上位机命令第一驱动单元驱动第一角反射器161移动至直线导轨120的延长线上，上位机命令伺服电机150驱动测量转台110，使毫米波雷达140与第一角反射器161之间距离3m，并通过控制测量转台110的水平旋转和垂直旋转使第一角反射器161在毫米波雷达140为中心的球面上运动，上位机可以按一定时间间隔记录第一角反射器161相对于毫米波雷达的位置以及该位置处的雷达增益，并根据记录结果绘制毫米波雷达140的发射信号传播3m后的三维增益图。

示例性的，用户希望得到毫米波雷达140的发射信号传播3m、3.5m、4m、4.5m和5m时的增益图，此时上位机可以命令伺服电机150驱动测量转台110以0.5m为步长步进远离第一角反射器161，并且每移动一个步长绘制一个当前毫米波雷达140与第一角反射器161距离下的三维增益图，并在绘制毫米波雷达140的发射信号传播5m后的三维增益图之后停止。

本申请实施例中，当毫米波雷达140在某一固定距离下的三维增益图绘制完成后，上位机通过使测量转台沿着直线导轨120运动一段距离，可以使角反射器以另一固定距离在以毫米波雷达140为中心的球面上运动，从而可以实现自动化的多层次三维增益图绘制。

图7是本申请实施例提供的一种芯片系统70的示意图。该芯片系统70（或者也可以称为处理系统）包括逻辑电路71以及输入/输出接口（input/output interface）72。

其中，逻辑电路71可以为芯片系统70中的处理电路。逻辑电路71可以耦合连接存储单元，调用存储单元中的指令，使得芯片系统70可以实现本申请各实施例的方法和功能。输入/输出接口72，可以为芯片系统70中的输入输出电路，将芯片系统70处理好的信息输出，或将待处理的数据或信令信息输入芯片系统70进行处理。

作为一种方案，该芯片系统70用于实现上文各个方法实施例中由上位机执行的操作。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种毫米波雷达增益测量的装置，其特征在于，包括：

测量暗室，所述测量暗室内壁设置有吸波材料；

所述测量暗室内设置有测量转台、直线导轨和弧形导轨；

所述测量转台用于放置所述毫米波雷达，所述测量转台通过伺服电机驱动，使所述测量转台在水平面内进行水平旋转或在垂直于水平面的平面内进行垂直旋转；

所述弧形导轨的开口朝向所述毫米波雷达，所述弧形导轨上设置有第一驱动单元和第一角反射器，所述第一驱动单元用于驱动所述第一角反射器在所述弧形导轨上运动；

所述直线导轨指向所述毫米波雷达，所述直线导轨上设置有第二驱动单元和第二角反射器，所述第二驱动单元用于驱动所述第二角反射器在所述直线导轨上运动；

所述装置还包括上位机，所述上位机用于控制所述伺服电机、所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元，使所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动；

所述上位机还用于在每个采样周期，根据所述毫米波雷达接收的所述第一角反射器和/或所述第二角反射器反射的回波信号计算所述毫米波雷达增益；

所述上位机还用于通过球面积分处理所述雷达增益，绘制雷达三维增益图。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台上的所述毫米波雷达与所述第一角反射器处于同一水平面，且所述毫米波雷达正对所述第一角反射器；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台向下进行所述垂直旋转，直至所述毫米波雷达失去所述第一角反射器的所述回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台向上进行所述垂直旋转，直至所述毫米波雷达再次失去所述第一角反射器的回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度，所述毫米波雷达的俯仰角/>的范围满足：/>；

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在所述毫米波雷达的俯仰角范围内在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台上的所述毫米波雷达与所述第一角反射器处于同一水平面，且所述毫米波雷达正对所述第一角反射器；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台顺时针进行所述水平旋转，直至所述毫米波雷达失去所述第一角反射器的所述回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台逆时针进行所述水平旋转，直至所述毫米波雷达再次失去所述第一角反射器的回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度，所述毫米波雷达的方位角/>的范围满足：/>；

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在所述毫米波雷达的方位角范围内在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述第一角反射器固定在所述弧形导轨上和/或所述第二角反射器固定在所述直线导轨上；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台以第一步长进行所述垂直旋转，在每次垂直旋转后，所述上位机还用于控制所述伺服电机使所述测量转台水平旋转。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台以第一步长进行所述垂直旋转，在每次垂直旋转后，所述上位机还用于控制所述伺服电机使所述测量转台水平旋转；

当所述测量转台水平旋转时，所述上位机还用于控制所述第一驱动单元，使所述第一角反射器沿与所述测量转台水平旋转相反的方向运动。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一驱动单元还用于驱动旋臂带动所述弧形导轨以所述毫米波雷达为圆心旋转，所述旋臂一端连接所述弧形导轨，另一端连接所述测量转台中心；

当所述测量转台水平旋转时，所述上位机还用于控制所述第一驱动单元，使所述弧形导轨沿与所述第一角反射器相同的方向旋转。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述直线导轨上还设置有第三角反射器，所述第二驱动单元还用于驱动所述第三角反射器；

所述上位机还用于控制所述第二驱动单元，使所述第二角反射器与所述第三角反射器在所述直线导轨上的距离减小，当所述毫米波雷达检测到的回波信号由两个变为一个时，所述上位机记录所述第二角反射器与所述第三角反射器之间的距离为所述毫米波雷达的距离分辨率；

所述弧形导轨上还设置有第一支架，所述第一支架垂直于所述弧形导轨，所述第一支架上设置多个悬挂杆，所述多个悬挂杆之间的距离大于所述距离分辨率，所述多个悬挂杆靠近所述毫米波雷达的末端与所述毫米波雷达的距离相同；

所述第一角反射器悬挂在所述悬挂杆上，所述悬挂杆还悬挂第四角反射器。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述弧形导轨上还设置有高度可调的第一支架，所述第一支架垂直于所述弧形导轨，所述第一支架上水平设置有长度可调的第一悬挂杆，所述第一驱动单元还用于驱动所述第一支架升高或降低，所述第一驱动单元还用于驱动所述第一悬挂杆伸长或缩短；

所述第一角反射器悬挂在所述第一悬挂杆上，所述第一悬挂杆上还悬挂第五角反射器；

所述直线导轨上还设置有高度可调的第二支架，所述第二支架垂直于所述直线导轨，所述第二支架上水平设置有长度可调的第二悬挂杆，所述第二驱动单元还用于驱动所述第二支架升高或降低，所述第二驱动单元还用于驱动所述第二悬挂杆伸长或缩短；

所述第二角反射器悬挂在所述第二悬挂杆上，所述第二悬挂杆上还悬挂第六角反射器；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台向上垂直旋转至少°，所述满足：/>；

所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台保持水平旋转；

当所述毫米波雷达朝向所述弧形导轨一侧，所述上位机还用于控制所述第二支架升高，升高后的所述第二支架上高度最低的悬挂杆高于所述第一支架上高度最高的悬挂杆；

当所述毫米波雷达朝向所述直线导轨一侧，所述上位机还用于控制所述第一支架升高，升高后的所述第一支架上高度最低的悬挂杆高于所述第二支架上高度最高的悬挂杆；

所述上位机还用于控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元，使所述第一悬挂杆组、所述第二悬挂杆组靠近所述毫米波雷达的末端与所述毫米波雷达信号发射处保持第一距离。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述测量转台设置于所述直线导轨上，所述伺服电机还用于驱动所述测量转台在所述直线导轨上移动；

当所述上位机绘制所述雷达三维增益图后，所述上位机还用于控制所述伺服电机，使所述测量转台在所述直线导轨上移动第二距离，所述上位机还用于控制所述伺服电机、所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元，以继续进行所述毫米波雷达增益测量。

10.一种毫米波雷达增益测量的方法，其特征在于，包括：

上位机控制伺服电机、第一驱动单元和/或第二驱动单元，使第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动；其中，所述毫米波雷达放置于测量转台上，所述测量转台通过所述伺服电机驱动，使所述测量转台在水平面内进行水平旋转或在垂直于水平面的平面内进行垂直旋转；所述第一驱动单元和所述第一角反射器设置于弧形导轨上，所述弧形导轨的开口朝向所述毫米波雷达，所述第一驱动单元用于驱动所述第一角反射器在弧形导轨上运动；所述第二驱动单元和所述第二角反射器设置于直线导轨上，所述直线导轨指向所述毫米波雷达，所述第二驱动单元用于驱动所述第二角反射器在所述直线导轨上运动；

所述上位机在每个采样周期，根据所述毫米波雷达接收的所述第一角反射器和/或所述第二角反射器反射的回波信号计算所述毫米波雷达增益；

所述上位机通过球面积分处理所述雷达增益，绘制雷达三维增益图。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台上的所述毫米波雷达与所述第一角反射器处于同一水平面，且所述毫米波雷达正对所述第一角反射器；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台向下进行所述垂直旋转，直至所述毫米波雷达失去所述第一角反射器的所述回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台向上进行所述垂直旋转，直至所述毫米波雷达再次失去所述第一角反射器的回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度，所述毫米波雷达的俯仰角/>的范围满足：/>；

所述第一角反射器和/或第二角反射器在以毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在所述毫米波雷达的俯仰角范围内在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台上的所述毫米波雷达与所述第一角反射器处于同一水平面，且所述毫米波雷达正对所述第一角反射器；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台顺时针进行所述水平旋转，直至所述毫米波雷达失去所述第一角反射器的回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台逆时针进行所述水平旋转，直至所述毫米波雷达再次失去所述第一角反射器的回波信号，所述上位机记录此时所述测量转台的旋转角度，所述毫米波雷达的方位角/>的范围满足：/>；

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，包括：

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在所述毫米波雷达的方位角范围内在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一角反射器固定在所述弧形导轨上，或所述第二角反射器固定在所述直线导轨上；

所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，还包括：

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台以第一步长进行所述垂直旋转；

在每次垂直旋转后，所述上位机控制所述伺服电机使所述测量转台水平旋转。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一角反射器和/或所述第二角反射器在以所述毫米波雷达为中心的球面上运动，还包括：

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台以第一步长进行所述垂直旋转，在每次垂直旋转后，所述上位机还用于控制所述伺服电机使所述测量转台水平旋转；

当所述测量转台水平旋转时，所述上位机控制所述第一驱动单元，使所述第一角反射器沿与所述测量转台水平旋转相反的方向运动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：

所述上位机通过所述第一驱动单元驱动旋臂带动所述弧形导轨以所述毫米波雷达为圆心旋转，所述旋臂一端连接所述弧形导轨，另一端连接所述测量转台中心；

当所述测量转台水平旋转时，所述上位机控制所述第一驱动单元，使所述弧形导轨沿与所述第一角反射器相同的方向旋转。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第二驱动单元还用于驱动第三角反射器，所述上位机控制所述第二驱动单元，使所述第二角反射器与所述第三角反射器在所述直线导轨上的距离减小，当所述毫米波雷达检测到的回波信号由两个变为一个时，所述上位机记录所述第二角反射器与所述第三角反射器之间的距离为所述毫米波雷达的距离分辨率；

在所述弧形导轨上设置第一支架，所述第一支架垂直于所述弧形导轨，所述第一支架上设置多个悬挂杆，所述多个悬挂杆之间的距离大于所述距离分辨率，所述多个悬挂杆靠近所述毫米波雷达的末端与所述毫米波雷达的距离相同；

所述第一角反射器悬挂在所述悬挂杆上，所述悬挂杆还悬挂第四角反射器。

17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述弧形导轨上设置高度可调的第一支架，所述第一支架垂直于所述弧形导轨，所述第一支架上水平设置有长度可调的第一悬挂杆，所述第一驱动单元还用于驱动所述第一支架升高或降低，所述第一驱动单元还用于驱动所述第一悬挂杆伸长或缩短；

在所述第一悬挂杆上悬挂所述第一角反射器，所述第一悬挂杆上还悬挂第五角反射器；

在所述直线导轨上设置高度可调的第二支架，所述第二支架垂直于所述直线导轨，所述第二支架上水平设置有长度可调的第二悬挂杆，所述第二驱动单元还用于驱动所述第二支架升高或降低，所述第二驱动单元还用于驱动所述第二悬挂杆伸长或缩短；

在所述第二悬挂杆上悬挂所述第二角反射器，所述第二悬挂杆上还悬挂第六角反射器；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台向上垂直旋转至少°，所述/>满足：；

所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台保持水平旋转；

当所述毫米波雷达朝向所述弧形导轨一侧，所述上位机控制所述第二支架升高，升高后的所述第二支架上高度最低的悬挂杆高于所述第一支架上高度最高的悬挂杆；

当所述毫米波雷达朝向所述直线导轨一侧，所述上位机控制所述第一支架升高，升高后的所述第一支架上高度最低的悬挂杆高于所述第二支架上高度最高的悬挂杆；

所述上位机控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元，使所述第一悬挂杆组、所述第二悬挂杆组靠近所述毫米波雷达的末端与所述毫米波雷达信号发射处保持第一距离。

18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：

所述测量转台设置于所述直线导轨上，所述伺服电机驱动所述测量转台在所述直线导轨上移动；

当所述上位机绘制所述雷达三维增益图后，所述上位机控制所述伺服电机，使所述测量转台在所述直线导轨上沿远离所述角反射器的方向移动第二距离；

所述上位机控制所述伺服电机、所述第一驱动单元和所述第二驱动单元，以继续进行所述毫米波雷达增益测量。