CN209514060U - 一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达。其中，区域安防雷达包括雷达控制器以及雷达传感器；雷达控制器包括控制电路板和触控显示屏；雷达传感器包括雷达罩、射频电路板、射频屏蔽罩、信号处理电路板以及传感器壳体；控制电路板通过线缆与触控显示屏相连；射频电路板、射频屏蔽罩和信号处理电路板位于由雷达罩和传感器壳体形成的内部空间；射频电路板安装于射频屏蔽罩上，且通过线缆与信号处理电路板连接；射频电路板上设有发射天线和接收天线；控制电路板通过电缆线与信号处理电路板连接。本实用新型可以对区域实施安防监控，且可实时、精确的提供目标的距离和方位信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达。
背景技术
常见的安防系统，诸如物理围墙围栏、红外对射产品以及电子围栏和视频监控等，均存在着各种防范的缺陷，或者受限于原理本身，仅仅只能形成一条警戒线；或者受天气影响在恶劣天气(雨、雪、雾、大风)下产品性能大幅度下降；或者受光线影响，在白天或晚上的安防效果有着较大差别，从而出现误报漏报，且无法准确提供目标的距离角度信息。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达，以便对区域实施安防监控，且当有目标进入监控区域时，可实时、精确的提供目标的距离和方位信息。
本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达，包括雷达控制器以及雷达传感器；
其中，雷达控制器包括控制电路板和触控显示屏；
雷达传感器包括雷达罩、射频电路板、射频屏蔽罩、信号处理电路板以及传感器壳体；
控制电路板通过线缆与触控显示屏相连；
射频电路板、射频屏蔽罩和信号处理电路板位于由雷达罩和传感器壳体形成的内部空间；
射频电路板安装于射频屏蔽罩上，且通过线缆与信号处理电路板连接；
射频电路板上设有发射天线和接收天线；
控制电路板通过电缆线与信号处理电路板连接。
优选地，区域安防雷达还包括声光报警器，声光报警器安装于传感器壳体的外侧；
控制电路板通过电缆线与声光报警器相连。
优选地，射频电路板上的发射天线有一个，且接收天线有三个；其中，
发射天线和接收天线均采用平面微带阵列天线。
优选地，发射天线与接收天线均为并列布置，且三个接收天线均位于发射天线的同侧；
按照距离发射天线由近及远的顺序，设三个接收天线依次为：
第一接收天线、第二接收天线以及第三接收天线；
定义λ为一个波长，则：
第一接收天线与第二接收天线距离为λ；第二接收天线与第三接收天线距离为1.5λ。
优选地，雷达罩内侧设有密封圈。
优选地，射频屏蔽罩上分别对应发射天线和接收天线设有一个射频屏蔽腔；
在每个射频屏蔽腔内均安装有吸波材料。
优选地，控制电路板采用STM32单片机电路板，信号处理电路板采用DSP电路板。
优选地，雷达控制器还包括控制器壳体，在控制器壳体上设有显示屏安装口以及出线孔；
控制电路板安装于控制器壳体的内侧，触控显示屏安装于显示屏安装口上；
由控制电路板引出的电缆线经由出线孔穿出控制器壳体。
本实用新型具有如下优点：
本实用新型提供了一种可实时、精确的提供目标的距离和方位信息的区域安防雷达，以解决现有安防产品存在的受环境影响的问题，实现了区域监控，避免漏报。
附图说明
图1为本实用新型实施例中雷达控制器的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中雷达传感器的结构示意图。
图3为本实用新型实施例中雷达传感器的分解图。
图4为本实用新型实施例中区域安防雷达的结构原理见图。
图5为本实用新型实施例中区域安防雷达的流程简图。
图6为本实用新型实施例中微带单元的结构示意图。
其中，1-雷达控制器，2-雷达传感器，3-声光报警器，4-控制器壳体，5-触摸显示屏，6-显示屏安装口，7-雷达罩，8-射频电路板；
9-射频屏蔽罩，10-信号处理电路板，11-传感器壳体，12-螺栓，13-发射天线，14-接收天线，15-中频放大器，16-导体单元，17-介质基片，18-接地板。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
本实施例述及了一种区域安防雷达，该安防雷达适用但不局限于加油站罐区的安防。
如图1至图3所示，区域安防雷达，包括雷达控制器1、雷达传感器2以及声光报警器3。
如图1所示，雷达控制器1包括控制器壳体4、供电电路板(未示出)、控制电路板(未示出)以及触摸显示屏5。其中，供电电路板和控制电路板均位于控制器壳体4的内侧。
供电电路板和控制电路板例如可以通过螺栓固定于控制器壳体4上。
控制电路板通过线缆与触摸显示屏5相连，以便实现人机交互。其中，在触摸显示屏5上显示的信息至少包括雷达系统的调试设置以及界面显示。
此外，在控制器壳体4上设有显示屏安装口6以及出线孔(未示出)。
其中，触控显示屏5安装于显示屏安装口6上(安装口的各个边角位置可以设置密封圈，以保证触控显示屏5与显示屏安装口6的贴合紧密性)。
由控制电路板引出的电缆线经由出线孔穿出控制器壳体4。
此外，在雷达控制器1上还预留有接口，以实现信号与其他设备联锁控制或功能扩展。
本实施例中的控制电路板优选采用STM32单片机电路板。
如图2和图3所示，雷达传感器2包括雷达罩7、射频电路板8、射频屏蔽罩9、信号处理电路板10以及传感器壳体11。
其中，雷达罩7例如可以通过螺栓12与传感器壳体11安装到一起。
在雷达罩7与传感器壳体11之间形成内部空间。
射频电路板8、射频屏蔽罩9和信号处理电路板10均位于上述内部空间。
射频电路板8安装于射频屏蔽罩9上，且通过线缆与信号处理电路板10连接。具体的，射频电路板8例如通过带有PIN接插座的线缆连接于信号处理电路板10上。
射频电路板8上设有发射天线13和接收天线14。
发射天线13发射射频信号，射频信号遇到物体反射，接收天线14接收返回的射频信号。
此外，在射频电路板8上还设有中频放大器15等部件。
返回的射频信号经过中频放大器15放大后由信号处理电路板10进行处理，从而得到目标的距离和方位角度信息。至于雷达的原理在下面介绍。
控制电路板通过电缆线与信号处理电路板10连接，实现供电和信号传输功能。
本实施例中的信号处理电路板10例如可以采用DSP电路板。
本实施例中的声光报警器3可以通过螺栓安装于传感器壳体11的外侧。
控制电路板通过电缆线与声光报警器3相连。
雷达控制器1作为FMCW雷达系统人机交互的窗口，包括设备的调试以及目标距离和方位信息的显示和声光报警。
雷达传感器2的工作状态“正常”“报警”“故障”都在控制器端显示。
当雷达传感器2与雷达控制器1通过电缆线正确连接后，在触摸显示屏5上显示“正常”状态指示，在此状态下进行雷达传感器2对应的设置以及系统的其他功能设置。
当设置完成后出现报警，触摸显示屏5切换到“报警”状态指示，同时发出语音报警。
当雷达传感器2与雷达控制器1正确连接时，雷达传感器2供电正常。
发射天线13发射射频信号，射频信号遇到物体反射，接收天线14接收到返回的射频信号，信号放大后由信号处理电路板10处理，获得目标的距离和方位角度信息。
雷达传感器2与雷达控制器1通讯，实现相应的功能，包括报警和信号输出等。
本实施例解决了现有安防产品存在的受环境影响的问题，实现了区域监控，避免漏报。
如图4所示，射频电路板上的发射天线13有一个，接收天线14有三个。
射频信号经发射天线13发射到空间中去，当遇到目标后，信号被反射，信号被接收天线14接收到，经混频后再经过放大进入信号处理电路板10。
信号处理电路板10对接收到的信号进行一系列处理后，解析出信号中所包含的目标距离、角度等信息，供后续处理使用(将这些信息发送给控制电路板)。
如图5所示，雷达信号的大致处理流程为：
接收到的雷达回波信号，经过放大后进入信号处理电路板10，在信号处理电路板10内经傅里叶变换以及自适应对消后，经过运算，解析出信号中包含的目标的距离和角度信息。
本实施例通过上述雷达信号处理流程，可实时精确获得目标的距离和方位角度信息。
其中，发射天线13和接收天线14均采用平面微带阵列天线。
其中，每个平面微带阵列天线均由多个微带单元组成，微带单元的结构如图6所示。
如图6所示，每个微带单元均包括导体单元16(包含馈线)、介质基片17和接地板18。
其中，微带单元以及平面微带阵列天线的结构均为已知结构，此处仅仅简要说明。
发射天线13与接收天线14均为并列布置，且三个接收天线均位于发射天线的同侧。
此处并列布置，是指发射天线13与接收天线14在射频电路板8上并列布置。
按照距离发射天线13由近及远的顺序，设三个接收天线14依次为：
第一接收天线a、第二接收天线b以及第三接收天线c。
本实施例通过上述一发射天线、三接收天线的结构形式，一方面可以解析出信号中包含的目标的距离和角度信息，同时还可以解决现有天线测角的去模糊问题。
下面对本实施例解决现有天线测角的去模糊的原理进行详细说明：
现行比较有效的办法是利用三天线测角，即间距大的第一接收天线a、第三接收天线c天线用来得到高精度测量，而间距小的第一接收天线a、第二接收天线b用来解决多值性。
设目标在θ方向，λ为一个波长，第一接收天线a、第二接收天线b之间的距离为dab，第一接收天线a、第三接收天线c之间的距离为dac。
适当选择dab，使得天线a、b收到的信号之间的相位差在测角范围内均满足：
然而当测量目标之间差异过大(例如大型车辆和行人)，那么在天线6db角外的大型车辆回波强度会大于6db角度之内的行人，在这种情况下，dab需要小于λ/2。
而两个接收天线之间的距离限制在λ/2，则会影响到每个接收天线的阵列大小，此时，接收天线只能是单列天线，如此天线增益不够，影响到探测距离。
为了解决去模糊要求接收天线之间距离足够小同天线阵列大小要求接收天线之间的距离足够大的矛盾，本实施例设置三个接收天线的距离分别为dab＝λ，dbc＝1.5λ，dac＝2.5λ。
通过上述距离设置即可实现去模糊的目的，最后根据dac结果得到五倍的测量精度。
此外，为了保证雷达传感器2的密封性能，本实施例还在雷达罩7的内侧还设置密封圈(未示出)，以保证雷达传感器2的防水和防尘性能。
在射频屏蔽罩9上对应发射天线和接收天线分别设有一个射频屏蔽腔(未示出)，以实现天线的分腔保护，此外，在每个射频屏蔽腔内均安装有吸波材料，避免射频信号的干扰。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
Claims (8)
1.一种应用于加油站罐区安防的区域安防雷达，其特征在于，
包括雷达控制器以及雷达传感器；
其中，雷达控制器包括控制电路板和触控显示屏；
雷达传感器包括雷达罩、射频电路板、射频屏蔽罩、信号处理电路板以及传感器壳体；
控制电路板通过线缆与触控显示屏相连；
射频电路板、射频屏蔽罩和信号处理电路板位于由雷达罩和传感器壳体形成的内部空间；
射频电路板安装于射频屏蔽罩上，且通过线缆与信号处理电路板连接；
射频电路板上设有发射天线和接收天线；
控制电路板通过电缆线与信号处理电路板连接。
2.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述区域安防雷达还包括声光报警器，声光报警器安装于传感器壳体的外侧；
控制电路板通过电缆线与声光报警器相连。
3.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述射频电路板上的发射天线有一个，且接收天线有三个；其中，
发射天线和接收天线均采用平面微带阵列天线。
4.根据权利要求3所述的区域安防雷达，其特征在于，
发射天线与接收天线均为并列布置，且三个接收天线均位于发射天线的同侧；
按照距离发射天线由近及远的顺序，设三个接收天线依次为：
第一接收天线、第二接收天线以及第三接收天线；定义λ为一个波长，则：
第一接收天线与第二接收天线距离为λ；第二接收天线与第三接收天线距离为1.5λ。
5.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述雷达罩内侧设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述射频屏蔽罩上对应发射天线和接收天线分别设有一个射频屏蔽腔；
在每个射频屏蔽腔内均安装有吸波材料。
7.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述控制电路板采用STM32单片机电路板，所述信号处理电路板采用DSP电路板。
8.根据权利要求1所述的区域安防雷达，其特征在于，
所述雷达控制器还包括控制器壳体，在控制器壳体上设有显示屏安装口以及出线孔；
控制电路板安装于控制器壳体的内侧，触控显示屏安装于显示屏安装口上；
由控制电路板引出的电缆线经由所述出线孔穿出控制器壳体。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109521423A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-26 | 青岛澳波泰克安全设备有限责任公司 | 一种区域安防雷达及安防区域自动设定方法 |
| CN110794372A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-14 | 长沙莫之比智能科技有限公司 | 毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法 |
| CN112285715A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-29 | 杭州华智超成技术有限公司 | 基于at指令的毫米波雷达系统及控制方法 |
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2019
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