CN201812036U - 用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，该装置采用二路相同频率的收、发通道，是由压控振荡器产生的微波信号源，经射频开关分出二路相同频率的微波信号，再经功分器均分出二路信号分别给倍频器和混频器，二路倍频器和混频器分别与收、发天线接口单元连接。本实用新型的优点是压控振荡器产生的微波信号频率是实际雷达使用频率的一半，降低了对于射频开关的性能要求，也减少了微波信号在电路板上的传输损耗，成本低；两路微波通过射频开关切换产生，不存在相互之间的干扰；采用双天线收发分离的方案，隔离度和信噪比能得到很大提高。

Description

用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置

技术领域

    本实用新型涉及一种微型微波雷达领域，特别涉及一种用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置。

背景技术

在智能交通系统领域，目前常见的是单波束微波交通信息采集雷达，雷达只发射单一微波波束，单波束微波雷达存在不少问题，车辆之间存在遮挡与干扰，无法测量实时车速，无法准确检测车辆长度等。如果单一雷达发射2束具有一定夹角的波束，上述问题就基本能得到克服，但原来适合于单波束微波雷达的收发装置就无法采用了，为此本发明提出了一种适合于双波束微波雷达的双波束四天线微波雷达收发装置。

实用新型内容

本实用新型为了解决以上的技术问题，提供了一种用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，技术方案如下：

该装置采用二路相同频率的收、发通道，分别设置收、发天线，由2路双波束天线组发射天线产生双波束，混频输出四路中频信号。

所述二路相同频率的收、发通道，是由压控振荡器产生的微波信号源，经射频开关分出二路相同频率的微波信号，再经功分器均分出二路信号分别给倍频器和混频器，二路倍频器和混频器分别与收、发天线接口单元连接。采用镜像抑制混频器输出相互正交的两路中频信号，经低噪声放大器放大后输出。

所述收、发天线接口单元，是在金属衬板上钻孔，孔中插入同轴穿心针组件，穿心针组件在金属衬板的两个面分别有四根针相对应，衬板外侧的四根针与收、发天线连接，衬板里侧的四根针与收、发装置连接。

所述双波束天线组，是采用二组平面阵列天线构成，每组包含2副天线，其中一组平面阵列天线的波瓣偏离法线左向，另一组平面阵列天线波瓣偏离法线右向。

所述平面阵列微波天线，该天线由一组12个平面天线单元串联后，与另一组串联的12个平面天线单元并联构成，两组串、并联的平面阵列天线采用端馈方式给天线阵列馈电，每个平面天线单元采用切口式馈电。

两组并联的平面阵列天线采用等功率分配；每组串联的天线单元采用不等功率分配。

本实用新型的优越功效在于：

1）压控振荡器VCO产生的微波信号频率是实际雷达使用频率的一半，这样一方面降低了对于射频开关的性能要求，另一方面也减少了微波信号在电路板上的传输损耗，并且成本也得到了降低；

2）两路微波通过射频开关切换产生，因此不存在相互之间的干扰；

3）单路微波的收发采用双天线收发分离的方案，隔离度和信噪比能得到很大提高；

4）混频后的中频信号经过低噪声预放大后输出，有利于提高信噪比，便于后续的中频信号处理。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型二路收、发通道的原理方框图；

图3为本实用新型的天线接口单元的结构图；

图4为本实用新型射频单元功分器微带结构示意图；

图5为本实用新型平面阵列天线结构图。

1—调制信号；                            2—射频单元；

3—收、发天线接口单元；                  

31—金属衬板；                           32—穿心针组件；

4—中频低噪声处理器；

5—收、发天线组；

51—天线单元；                           52—端馈电。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，该装置采用二路相同频率的收、发通道，分别设置收、发天线，由2路双波束天线组发射天线产生双波束，混频输出四路中频信号。

如图2所示，所述二路相同频率的收、发通道，是由压控振荡器21产生的微波信号源，经射频开关22分出二路相同频率的微波信号，再经功分器23均分出二路信号分别给倍频器24和混频器25，二路倍频器24和混频器25分别与收、发天线接口单元3连接。采用镜像抑制混频器进行混频，每个混频器输出相互正交的两路中频信号，经中频低噪声处理器4放大后输出。

如图3所示，所述收、发天线接口单元3，是在金属衬板31上钻孔，孔中插入同轴穿心针组件32，穿心针组件32在金属衬板31的两个面分别有四根针相对应，衬板外侧的四根针341、342、343、344与收、发天线连接，衬板里侧的四根针331、332、333、334与收、发装置连接。

所述双波束天线组，是采用二组平面阵列天线构成，每组包含2副天线，其中一组平面阵列天线的波瓣偏离法线左向，另一组平面阵列天线波瓣偏离法线右向。

以下结构实施例，对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型收发装置由射频单元2、收发天线接口单元3和中频低噪声处理器4组成。以中心频率24GHz的微波雷达为具体实施例详细阐述如下。

如图2所示的射频单元2，由压控振荡器（VCO）21产生中心频率12GHz、调谐带宽为100～300MHz的微波，经过射频开关22后变成2路独立的微波信号源，对两路微波信号处理方式一样，这里只阐述其中一路。从射频开关22出来的微波信号经过功率分配23耦合或者功分后变成二路，其中一路微波信号经过倍频器24后变成中心频率在24GHz的微波，由接地共面波导微带（CPWG）馈入图3所示收发天线接口单元3中的探针端口331，然后通过接于探针端口341的发射天线向外发射；另一路信号用作驱动镜像抑制混频器25的本振LO信号；通过连接于探针端口341的发射天线发射的微波遇到障碍物后反射，反射微波通过接收天线接收后馈入探针端口342，作为射频RF输入信号进入混频器25，在混频器25中，回波信号与发射信号混频以获得携带有道路实时交通信息的2路相互正交中频IF信号I1/Q1；另一路微波信号也一样，这样雷达收发装置将产生4路IF信号输出I1、Q1、I2、Q2；

收发天线接口单元3是通过在金属衬板31上钻孔，在孔中插入同轴穿心针组件32，衬板31上共有4根针，其中一面的4根针331～334用于连接收发装置中的元器件，另一面的4根针341～344用于连接收发天线。

如图2中的二路天线接口单元3，在实际工作中是用一接口单元的，因为一个接口单元的金属衬板31上、下分别有四路接线分别与四副天线和收、发单元连接。

功分器23的具体结构如图4所示，这是一种Wilkson功分器，采用微带（CPWG）结构。入射微波信号从端口231进入，出射微波信号变成了功率均等的2路，分别从端口232、233出来。金属层235为信号传输通道，而金属层234为接地层以提供回流通道。

为提高信噪比，4路IF信号从射频单元2输出后先经过低噪声放大处理器4，利用低噪声放大器进行放大，最后从该微波收发装置端口输出。

如图5所示，所述平面阵列微波天线，该天线由一组12个平面天线单元51串联后，与另一组串联的12个平面天线单元并联构成，两组串、并联的平面阵列天线采用端馈52方式给天线阵列馈电，每个平面天线单元采用切口式馈电。

两组并联的平面阵列天线采用等功率分配；每组串联的天线单元采用不等功率分配。

Claims (4)

1.一种用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，其特征在于：该装置采用二路相同频率的收、发通道，分别设置收、发天线，由2路双波束天线组发射天线产生双波束，混频输出四路中频信号。

2.按权利要求1所述的用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，其特征在于：所述二路相同频率的收、发通道，是由压控振荡器产生的微波信号源，经射频开关分出二路相同频率的微波信号，再经功分器均分出二路信号分别给倍频器和混频器，二路倍频器和混频器分别与收、发天线接口单元连接。

3.按权利要求2所述的用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，其特征在于：所述收、发天线接口单元，是在金属衬板上钻孔，孔中插入同轴穿心针组件，穿心针组件在金属衬板的两个面分别有四根针相对应，衬板外侧的四根针与收、发天线连接，衬板里侧的四根针与收、发组件连接。

4.按权利要求1所述的用于交通信息检测的双波束四天线微波雷达收发装置，其特征在于：所述双波束天线组，是采用二组平面阵列天线构成，每组包含2副天线，其中一组平面阵列天线的波瓣偏离法线左向，另一组平面阵列天线波瓣偏离法线右向。

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