[0001] 本实用新型涉及雷达通讯领域，特别是涉及一种微波雷达系统。

[0002] 雷达系统因为其探测目标是无源的，相比主动回馈有源信号的通讯设备，回馈信号极其微弱。因此雷达系统通常拥有更高的接收灵敏度，以捕捉微弱信号。而高灵敏度的接收链路对接收、发射链路间的抗干扰能力提出了更高的要求，成为影响雷达系统综合性能的重要瓶颈指标。

[0003] 在民用消费级雷达的领域，由于空间、成本的严格限制，雷达模组高度集成化、小型化通用设计成为主流；雷达发射、接收通道对应的天线，彼此间距很近，以最大限度减小雷达模组的尺寸。然而在接收、发射通道双天线的场景下，提高其隔离度最简单有效的方式是拉开彼此的间距；发射、接收天线彼此间距大于工作频率下，电磁波在空气中的半波长，此时隔离度基本处于理想状态。但在实际工程中，由于布局限制，双天线可能会占整个布局面积的50％，雷达模组上基本没有余量再拉开双天线的间距。另外，可以通过在双天线间增加各种形状、尺寸的铺铜，以围堵天线干扰信号的传输路径，但通常效果有限，且和雷达模组的具体设计极相关，这样方案的普适性较差。

[0004] 因此如何在雷达模组设计上高度集成化，提高发射、接收通道间抗干扰能力与减少外部金属装配环境影响，成为雷达系统设计的关键课题。实用新型内容

[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种微波雷达系统，用于辅助解决现有技术中如何提高发射、接收通道间抗干扰能力以及减少外部金属装配环境产生干扰的影响等问题。

[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供一种微波雷达系统，用于装配在金属导轨中，其包括雷达模块、天线模块、稳压模块以及驱动模块，所述雷达模块分别与天线模块、稳压模块、驱动模块电性连接；其中：

[0007] 天线模块包括发射天线和接收天线，所述发射天线、接收天线分别通过一馈线与雷达模块相连接，使得所述发射天线与接收天线极化正交；

[0008] 雷达模块通过发射天线发射微波信号，所述微波信号与目标物体相交时反射回来回波信号，所述雷达模块通过接收天线接收所述回波信号并输出一结果信号；

[0009] 稳压模块为所述雷达模块提供工作电压；

[0010] 驱动模块对所述结果信号进行放大处理。

[0011] 作为一种更为优选的方式，所述发射天线、接收天线分别设置有与馈线的形状相适配的凹槽。

[0012] 作为一种更为优选的方式，位于发射天线所设凹槽中的馈线，其深度不超过发射天线的纵向中心位置；以及，位于接收天线所设凹槽中的馈线，其深度不超过接收天线的横向中心位置。

[0013] 作为一种更为优选的方式，所述发射天线、接收天线与两侧金属导轨的距离大于等于使所述金属导轨的干扰小于干扰阈值的距离值。

[0014] 作为一种更为优选的方式，所述雷达模块、天线模块、稳压模块以及驱动模块集成于一块多层线路板上，所述雷达模块、天线模块、稳压模块以及驱动模块位于所述线路板的顶层。

[0015] 作为一种更为优选的方式，其特征在于，所述与发射天线、接收天线相连接的馈线周边设置有抗干扰包裹部件。

[0016] 作为一种更为优选的方式，所述顶层下设置有铺铜层，所述铺铜层与顶层的高度差小于所述馈线宽度。

[0017] 作为一种更为优选的方式，所述线路板的长度是48mm，宽度是10mm，厚度是1.6mm。

[0018] 本实用新型的微波雷达系统，用于装配在金属导轨中，包括雷达模块、天线模块、稳压模块以及驱动模块，所述雷达模块分别与天线模块、稳压模块、驱动模块电性连接，所述稳压模块为雷达模块提供其正常工作所需要的工作电压，所述雷达模块通过发射天线发射微波信号，所述微波信号与目标物体相交时，部分微波信号会被反射回来，由于多普勒效应，雷达模块通过接收天线接收回波信号，并对其进行处理后输出一结果信号，所述发射天线与接收天线极化正交，使得接收、发射天线间的耦合电磁波能量正交，从而降低两者间的耦合效应，提升了接收、发射天线之间的隔离度，减小了相互之间的干扰，提高了发射、接收通道间抗干扰能力，提高了微波雷达系统性能，所述结果信号经驱动模块放大处理后以驱动外部器件和设备。另外，通过设计合理的线路板规格尺寸，极大限度的降低金属导轨对发射天线、接收天线产生的干扰，实现了微波雷达系统集成度极高、效果极佳和成本极低的规格尺寸与布局。

[0031] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

[0032] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

[0033] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0034] 再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

[0036] 如图1所示，本实用新型提供一种微波雷达系统，用于装配在金属导轨中，包括雷达模块1、天线模块、稳压模块5以及驱动模块6，所述雷达模块1分别与天线模块、稳压模块5、驱动模块6电性连接；其中：

[0037] 天线模块包括发射天线2和接收天线3，所述发射天线2、接收天线3分别通过一馈线41、馈线42与雷达模块1相连接，使得所述发射天线2与接收天线3极化正交；

[0038] 雷达模块1通过发射天线2发射微波信号，所述微波信号与目标物体相交时反射回来回波信号，所述雷达模块1通过接收天线3接收所述回波信号并输出一结果信号；

[0039] 稳压模块5为所述雷达模块1提供工作电压；

[0040] 驱动模块6对所述结果信号进行放大处理。

[0041] 本实用新型的微波雷达系统，用于装配在金属导轨中，包括雷达模块1、天线模块、稳压模块5以及驱动模块6，所述雷达模块1分别与天线模块、稳压模块5、驱动模块6电性连接，其中稳压模块5、驱动模块6与雷达模块1之间的电性连接关系未图示。所述稳压模块5为雷达模块1提供其正常工作所需要的工作电压，所述雷达模块1通过发射天线2发射微波信号，所述微波信号与目标物体相交时，部分微波信号会被反射回来，由于多普勒效应，雷达模块1通过接收天线3接收回波信号，并对其进行处理后输出一结果信号，所述发射天线2与接收天线3极化正交，使得接收天线3、发射天线2间的耦合电磁波能量正交，从而降低两者间的耦合效应，提升了接收天线3、发射天线2之间的隔离度，减小了相互之间的干扰，提高了发射、接收通道间抗干扰能力，提高了微波雷达系统性能，所述结果信号经驱动模块6放大处理后以驱动外部器件和设备。

[0042] 于本实施例中，如图1所示，所述雷达模块1可以是现有技术中的MCU(Microcontroller5Unit，微控制单元)，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、通用串行总线、模数转换器等周边接口都整合在单一芯片上形成的芯片级计算机；所述雷达模块1也可以是现有技术中的包括单片机的信号采集器(信号采集器包括单片机，以及与单片机相连的模拟信号采集模块，单片机与存储器相连)，通过雷达模块1对反射回来的回波信号进行处理后输出一结果信号。

[0043] 可以理解的是，所述MCU可以是1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机或者64位单片机，具体型号根据需求进行选择，这里并不作限定。

[0044] 于本实施例中，如图1所示，所述稳压模块5包括但不限于：线性稳压芯片、开关稳压芯片、低压差稳压芯片、双极性稳压芯片以及电荷泵稳压芯片中的一种或者多种的组合。

[0045] 于本实施例中，如图1所示，所述驱动模块6包括但不限于：恒流源电流驱动芯片、恒流汇电流驱动芯片、电流输出型数字‑模拟转换器中的一种或者多种的组合。所述驱动模块6对所述结果信号进行放大处理后以驱动外部器件和设备。

[0046] 于本实施例中，如图2所示，所述发射天线2与接收天线3极化正交包括发射天线2的极化方向与接收天线3的极化方向相互垂直，所述发射天线2的极化方向包括与其连接的馈线41到发射天线2几何中心点的连线，所述接收天线3的极化方向包括与其连接的馈线42到接收天线3几何中心点的连线。下文，结合图3A、3B对发射天线2、接收天线3分别处于极化正交和同极化的情况下，产生的干扰进行简要说明。

[0047] 于本实施例中，如图3A所示，所述发射天线2和接收天线3同极化时，发射天线2(左)发射微波信号后在雷达系统上的分布情况，白色高亮的波纹分布为辐射电场，可见接收端馈点位于电场的包裹之中，即接收天线3收到了明显的发射天线2干扰信号。如图3B所示，所述发射天线2和接收天线3极化正交时，接收端馈点位于黑色的、呈竖直分布的电场零点处，即接收天线3收到的发射天线2干扰信号微弱。

[0048] 于本实施例中，所述发射天线2、接收天线3分别设置有与馈线41、馈线42的形状相适配的凹槽。优选地，所述凹槽为方形凹槽。位于发射天线2所设凹槽中的馈线41，其深度不超过发射天线2的纵向中心位置；以及，位于接收天线3所设凹槽中的馈线42，其深度不超过接收天线3的横向中心位置。如此，使得所述发射天线2与接收天线3极化正交，接收天线3、发射天线2间的耦合电磁波能量正交，从而降低两者间的耦合效应，提升了接收天线3、发射天线2之间的隔离度，减小了相互之间的干扰。

[0049] 于本实施例中，位于发射天线2所设凹槽中馈线41的深度不同，所述发射天线2的阻抗也不同，位于发射天线2所设凹槽中馈线41的深度越深，所述发射天线2的阻抗值越低，且电容性越明显。本申请将相应的馈线41设置于发射天线2的凹槽中，以降低发射天线2的阻抗值，从而提高微波雷达系统的性能。同理，位于接收天线3所设凹槽中的馈线42的原理和效果，与前述一致，此处不再赘述。

[0050] 于本实施例中，如图1所示，所述发射天线2、接收天线3与两侧金属导轨的距离大于等于使所述金属导轨的干扰小于干扰阈值的距离值。将所述微波雷达系统装配在金属导轨中时，金属材料可以反射毫米波信号，可能会对所述发射天线2、接收天线3上传输的电磁波信号产生干扰，从而影响微波雷达系统的探测能力。本申请中所述发射天线2、接收天线3与两侧金属导轨的距离大于等于使所述金属导轨的干扰小于干扰阈值的距离值，以减少两侧金属导轨对发射天线2、接收天线3产生的干扰，提高了微波雷达系统性能。

[0051] 于本实施例中，如图1所示，优选地，所述距离值是1.75mm。当所述发射天线2、接收天线3与两侧金属导轨的距离大于等于1.75mm时，两侧金属导轨对发射天线2、接收天线3产生的干扰最小。

[0052] 于本实施例中，如图1所示，所述雷达模块1、天线模块、稳压模块5以及驱动模块6集成于一块多层线路板上，所述雷达模块1、天线模块、稳压模块5以及驱动模块6位于所述线路板的顶层。优选地，所述线路板是四层线路板。

[0053] 于本实施例中，如图1所示，所述与发射天线2、接收天线3相连接的馈线41、馈线42周边分别设置有抗干扰包裹部件。所述抗干扰包裹部件由金属材料制成。优选地，所述抗干扰包裹部件是铺铜包裹。如此，防止所述微波信号、回波信号从对应的馈线41、馈线42上泄露出去，从而减少所述发射天线2、接收天线3之间的相互干扰，提高所述发射天线2、接收天线3之间的隔离度。

[0054] 于本实施例中，如图1所示，所述顶层下设置有铺铜层，所述铺铜层与顶层的高度差小于所述馈线宽度。如此，进一步有效抑制馈线41、馈线42辐射，使得所述微波信号只在所述发射天线2上发射出去，所述回波信号只在接收天线3上接收回来，防止所述微波信号、回波信号从对应的馈线41、馈线42上泄露出去，减少所述发射天线2、接收天线3之间的相互干扰，以保证所述发射天线2、接收天线3的严格正交性，提高所述发射天线2、接收天线3之间的隔离度。

[0055] 于本实施例中，如图1所示，结合10G雷达天线的尺寸，所述线路板的长度是48mm，宽度是10mm，厚度是1.6mm，所述线路板的规格尺寸极大限度的降低金属导轨对发射天线2、接收天线3产生的干扰，实现了微波雷达系统集成度极高、效果极佳和成本极低的规格尺寸与布局。

[0056] 如上所述，本实用新型的微波雷达系统使得接收天线3、发射天线2间的耦合电磁波能量正交，从而降低两者间的耦合效应，提升了接收天线3、发射天线2之间的隔离度，减小了相互之间的干扰，提高了发射、接收通道间抗干扰能力，提高了微波雷达系统性能。另外，通过设计合理的线路板规格尺寸，极大限度的降低了金属导轨对发射天线2、接收天线3产生的干扰，实现了微波雷达系统集成度极高、效果极佳和成本极低的规格尺寸与布局。综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0057] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。