CN207742330U - 一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统 - Google Patents

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祁春超
孙超
王荣
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Abstract

本实用新型公开了一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其中，当控制模块发送第一开关信号至受控开关模块时，受控开关模块根据第一开关信号导通发射模块与天线模块之间的连接并断开接收模块与天线模块之间的连接，发射模块输出发射信号至天线模块，天线模块根据发射信号发射相应的毫米波信号；当控制模块发送第二开关信号至受控开关模块时，受控开关模块根据第二开关信号导通接收模块与天线模块之间的连接并断开发射模块与天线模块之间的连接，天线模块接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号至接收模块。本实用新型通过控制模块控制受控开关模块，使得发射模块和接收模块可以共用一个天线模块，降低了成本，并且控制过程简单易实现。

Description

一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统
技术领域
本实用新型属于天线技术领域，尤其涉及一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统。
背景技术
毫米波技术是整个电磁频谱中不可或缺的一段，由于其具有波束窄、频带宽、保密和抗干扰能力强、容量大等优点而受到各界关注。毫米波成像系统，通过电子或机械扫描，或二者结合的方式，获得测量目标返回的散射信号的幅度和相位信息，从而恢复出图像。同时，成像系统收发前端通过天线，向测量目标发射的是宽带毫米波信号，在宽带频率范围内的不同频率点顺序地接收测量目标的散射信号，通过一定的毫米波全息成像算法生成毫米波图像。
现有技术中，由于在发射和接收毫米波信号时均需要通过天线实现，导致器件数量多，结构复杂，成本高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种单应用于毫米波成像的收发共用天线系统，以解决现有技术中由于在发射和接收毫米波信号时均需要通过天线实现，导致器件数量多，结构复杂，成本高的问题。
本实用新型实施例提供了一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统，包括控制模块、受控开关模块、发射模块、接收模块和天线模块。
发射模块和接收模块分别与受控开关模块连接，受控开关模块还分别与控制模块和天线模块连接。
当控制模块发送第一开关信号至受控开关模块时，受控开关模块根据第一开关信号导通发射模块与天线模块之间的连接并断开接收模块与天线模块之间的连接，发射模块输出发射信号至天线模块，天线模块根据发射信号发射相应的毫米波信号；当控制模块发送第二开关信号至受控开关模块时，受控开关模块根据第二开关信号导通接收模块与天线模块之间的连接并断开发射模块与天线模块之间的连接，天线模块接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号至接收模块。
在一个实施例中，发射模块包括预设数量的发射电路单元，接收模块包括预设数量的接收电路单元，天线模块包括预设数量的天线。
一个发射电路单元与一个接收电路单元分别通过受控开关模块与对应的一个天线连接。
在一个实施例中，受控开关模块包括预设数量的开关单元。
开关单元均与控制模块连接，一个发射电路单元与一个接收电路单元分别通过一个开关单元与对应的一个天线连接。
在一个实施例中，开关单元包括射频开关。
在一个实施例中，射频开关为单刀双掷开关。
在一个实施例中，发射电路单元包括信号发生子单元、射频功率放大子单元和第一滤波子单元。
信号发生子单元的输出端与射频功率放大子单元的输入端连接，射频功率放大子单元的输出端与第一滤波子单元的输入端连接，第一滤波子单元的输出端为发射电路单元的输出端。
在一个实施例中，接收电路单元包括第二滤波子单元和信号放大子单元。
第二滤波子单元的输入端为接收电路单元的输入端，第二滤波子单元的输出端接信号放大子单元的输入端。
在一个实施例中，天线均为波导式结构。
在一个实施例中，控制模块包括开关逻辑控制单元。
开关逻辑控制单元按照预设时序交替生成第一开关信号和第二开关信号。
在一个实施例中，控制模块包括单片机、微控制器或可编程逻辑器件。
本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过控制模块控制受控开关模块，使得发射模块和接收模块可以共用一个天线模块，降低了成本，并且控制过程简单易实现。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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他的附图。
图1是本实用新型一个实施例提供的应用于毫米波成像的收发共用天线系统的结构示意图；
图2是本实用新型一个实施例提供的应用于毫米波成像的收发共用天线系统的模块结构示意图；
图3是本实用新型一个实施例提供的应用于毫米波成像的收发共用天线系统的模块结构示意图。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：
图1示出了本实用新型的一个实施例所提供的种应用于毫米波成像的收发共用天线系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统，包括控制模块100、受控开关模块200、发射模块300、接收模块400和天线模块500。
发射模块300和接收模块400分别与受控开关模块200连接，受控开关模块200还分别与控制模块100和天线模块500连接。
当控制模块100发送第一开关信号至受控开关模块200时，受控开关模块200根据第一开关信号导通发射模块300与天线模块500之间的连接并断开接收模块400与天线模块500之间的连接，发射模块300输出发射信号至天线模块500，天线模块500根据发射信号发射相应的毫米波信号；当控制模块100发送第二开关信号至受控开关模块200时，受控开关模块200根据第二开关信号导通接收模块400与天线模块500之间的连接并断开发射模块300与天线模块500之间的连接，天线模块500接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号至接收模块400。
本实施例中，控制模块100控制受控开关模块200切换不同的通路，使得天线模块500与发射模块300导通，或者，天线模块500与接收模块400导通。天线模块500既能够发射毫米波信号，又能够接收外部的毫米波信号。
在一个实施例中，当所述收发共用天线系统工作在发射模式下，控制模块100发送第一开关信号至受控开关模块200，开关模块200在控制模块100的控制下连通发射模块300和天线模块500，并断开接收模块400和天线模块500，发射模块300输出发射信号，发射信号通过受控开关模块200传输至天线模块500，天线模块500根据发射信号发射相应的毫米波信号。
当所述收发共用天线系统工作在接收模式下，控制模块100发送第二开关信号至受控开关模块200，开关模块200在控制模块100的控制下连通接收模块400和天线模块500，并断开发射模块300和天线模块500，天线模块500接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号，接收信号通过受控开关模块200传输至接收模块400。
在本实施例中，所述收发共用天线系统在发射模式和接收模式之间交替工作，通过控制模块100控制受控开关模块200，使得发射模块300和接收模块400可以共用一个天线模块500，降低了成本，并且控制过程简单易实现。
如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，发射模块300包括预设数量的发射电路单元310，接收模块400包括预设数量的接收电路单元410，天线模块500包括预设数量的天线510。
一个发射电路单元310与一个接收电路单元410分别通过受控开关模块200与对应的一个天线510连接。
如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，受控开关模块200包括预设数量的开关单元210。
开关单元210均与控制模块100连接，一个发射电路单元310与一个接收电路单元410分别通过一个开关单元210与对应的一个天线510连接。
本实施例中，发射电路单元310、接收电路单元410和开关单元210的数量相同，均为预设数量。
当一个开关单元210接收控制模块100发送的第一开关信号时，此开关单元210执行开关切换，使得对应的一个天线510与对应的一个发射电路单元310导通并与对应的一个接收电路单元410断开。发射电路单元310输出发射信号至天线510，天线510发射相应的毫米波信号。
当一个开关单元210接收控制模块100发送的第二开关信号时，此开关单元210执行开关切换，使得对应的一个天线510与对应的一个接收电路单元410导通并与对应的一个发射电路单元310断开。天线510接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号至接收电路单元410。
在一个实施例中，发射电路单元310的输出端接开关单元210的第一端，接收电路单元410的输入端接开关单元210的第二端，开关单元210的第三端接天线510。
在一个实施例中，开关单元210包括射频开关。
在一个实施例中，射频开关为单刀双掷开关。
在一个实施例中，天线510均为波导式结构。
如图3所示，以一个具体应用场景为例进行说明，发射模块300包括一个发射电路单元310，接收模块400包括一个接收电路单元410，天线模块500包括一个天线510，受控开关模块200包括一个开关单元210。
如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，发射电路单元310包括信号发生子单元311、射频功率放大子单元312和第一滤波子单元313。
信号发生子单元311的输出端与射频功率放大子单元312的输入端连接，射频功率放大子单元312的输出端与第一滤波子单元313的输入端连接，第一滤波子单元313的输出端为发射电路单元310的输出端。
如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，接收电路单元410包括第二滤波子单元411和信号放大子单元412。
第二滤波子单元411的输入端为接收电路单元410的输入端，第二滤波子单元411的输出端接信号放大子单元412的输入端。
如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，控制模块100包括开关逻辑控制单元110。
开关逻辑控制单元110按照预设时序交替生成第一开关信号和第二开关信号。
在一个实施例中，控制模块100包括单片机、微控制器或可编程逻辑器件。
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，包括控制模块、受控开关模块、发射模块、接收模块和天线模块；
所述发射模块和所述接收模块分别与所述受控开关模块连接，所述受控开关模块还分别与所述控制模块和所述天线模块连接；
当所述控制模块发送第一开关信号至所述受控开关模块时，所述受控开关模块根据所述第一开关信号导通所述发射模块与所述天线模块之间的连接并断开所述接收模块与所述天线模块之间的连接，所述发射模块输出发射信号至所述天线模块，所述天线模块根据所述发射信号发射相应的毫米波信号；当所述控制模块发送第二开关信号至所述受控开关模块时，所述受控开关模块根据所述第二开关信号导通所述接收模块与所述天线模块之间的连接并断开所述发射模块与所述天线模块之间的连接，所述天线模块接收外部的毫米波信号并输出相应的接收信号至所述接收模块。
2.如权利要求1所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述发射模块包括预设数量的发射电路单元，所述接收模块包括所述预设数量的接收电路单元，所述天线模块包括所述预设数量的天线；
一个所述发射电路单元与一个所述接收电路单元分别通过所述受控开关模块与对应的一个所述天线连接。
3.如权利要求2所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述受控开关模块包括所述预设数量的开关单元；
所述开关单元均与所述控制模块连接，一个所述发射电路单元与一个所述接收电路单元分别通过一个所述开关单元与对应的一个所述天线连接。
4.如权利要求3所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述开关单元包括射频开关。
5.如权利要求4所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述射频开关为单刀双掷开关。
6.如权利要求2所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述发射电路单元包括信号发生子单元、射频功率放大子单元和第一滤波子单元；
所述信号发生子单元的输出端与所述射频功率放大子单元的输入端连接，所述射频功率放大子单元的输出端与所述第一滤波子单元的输入端连接，所述第一滤波子单元的输出端为所述发射电路单元的输出端。
7.如权利要求2所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述接收电路单元包括第二滤波子单元和信号放大子单元；
所述第二滤波子单元的输入端为所述接收电路单元的输入端，所述第二滤波子单元的输出端接所述信号放大子单元的输入端。
8.如权利要求2所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述天线均为波导式结构。
9.如权利要求1至8任一项所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述控制模块包括开关逻辑控制单元；
所述开关逻辑控制单元按照预设时序交替生成所述第一开关信号和所述第二开关信号。
10.如权利要求9所述的应用于毫米波成像的收发共用天线系统，其特征在于，所述控制模块包括单片机、微控制器或可编程逻辑器件。
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