相控阵雷达及相控阵雷达控制方式的制作方法

本发明涉及激光雷达领域，特别涉及一种相控阵雷达及相控阵雷达控制方法。

背景技术：

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的系统，广泛应用于激光探测领域。为了适应于二维和/或三维探测，激光雷达发射出的激光光束需要旋转。为了达到使激光雷达发射的激光光束旋转，可以有两种方式。一种是采用机械装置使激光雷达本身发生旋转，第二种是使保持激光雷达本身静止或相对静止，仅使激光雷达发射的光束发生改变。相控阵雷达就是一种本身静止或相对静止，仅发射的光束发生改变的雷达。

相控阵雷达通常包括：激光发射及接收阵列，用于发射及接收多路激光；热光可调移相器，用于控制发射光束的相位，即用于控制发射光束的方向。

一维相控阵雷达是指平面型的相控阵雷达，通常是直线型的，如图1所示，好处是结构简单，缺点是扫描效率较低。

技术实现要素：

本发明实施例中提供了一种相控阵雷达及相控阵雷达控制方法，能提高扫描效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种相控阵雷达，所述相控阵雷达包括：

多条波导管，所述每条波导管包括多个直线部分和多个弧形部分，在每条波导管中，所述直线部分通过弧形部分与另一个直线部分相连，所述弧形部分的中心线与相邻波导管的对应直线部分的中心线相重合，

所述多条波导管的多个直线部分相互平行；

多个天线发射器，设置于每条波导管的每个直线部分；

多个移相器，所述每个移相器对应一条波导管，并与对应的波导管相连；

金属线，依次与所述多个移相器相连。

可选的，所述移相器与相邻的多个所述移相器之间的距离相等。

可选的，所述弧形部分与直线部分平滑连接。

可选的，所述金属线与电源相连，用于控制输入电功率。

可选的，所述移相器的相位由温度控制，所述温度由所述输入电功率控制。

可选的，所述雷达发射光束的相位差由相邻两条波导线之间的距离决定。

可选的，所述波导管为硅。

可选的，所述天线发射器是铜，或者铝。

可选的，所述移相器为加杂质的硅电阻。

第二方面，提供了一种相控阵雷达控制方法，所述方法应用于上述的相控阵雷达，所述方法包括：

金属线控制输入电功率，通过所述输电功率控制移相器的温度，以控制发射光束的相位。

本发明的实施例中公开了一种相控阵雷达，该相控阵雷达包括多条波导管、多个天线发射器、多个移相器金属线，多条波导管，所述每条波导管包括多个直线部分和多个弧形部分，在每条波导管中，所述直线部分通过弧形部分与另一个直线部分相连，所述弧形部分的中心点与相邻波导管的直线部分的中心点对齐，所述多条波导管的多个直线部分相互平行；多个天线发射器，设置于每条波导管的每个直线部分；多个移相器，所述每个移相器对应一条波导管，并与对应的波导管相连；金属线，依次与所述多个移相器相连。本发明实施例中，将波导管由一条改为多条，在单位长度中，增加了波导管的长度从而增加了天线发射器的地数量，从而增加了出射光束的数量，因此可以提高扫描的效率。此外，本发明实施例中，移相器的数量并没有增加，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为现有技术中的一维相控阵雷达结构示意图；

图2所示为本发明实施例的相控阵雷达的结构示意图；

图3所示为本发明实施例的两条波导管的结构示意图；

图4所示为本发明实施例的相位角度的示意图。

具体实施方式

本发明如下实施例提供了一种相控阵雷达，能提高扫描效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2所示为本发明实施例的相控阵雷达的结构示意图，如图2所示，所述相控阵雷达包括：

多条波导管201、多个天线发射器202、多个移相器203，以及金属线204。

所述每条波导管包括多个直线部分和多个弧形部分，在每条波导管中，所述直线部分通过弧形部分与另一个直线部分相连，所述弧形部分的中心点与相邻波导管的对应直线部分的中心点对齐，

所述多条波导管的多个直线部分相互平行；

多个天线发射器202，设置于每条波导管的每个直线部分；

多个移相器203，所述每个移相器对应一条波导管，并与对应的波导管相连；

金属线204，依次与所述多个移相器相连。

图3所示为两条相邻波导管的结构示意图，如图3所示，对于波导管30，其直线部分301通过弧形部分302与另一个直线部分303相连。

在图3中，波导管30的弧线部分302与波导管31的直线部分311相对应，因此弧线部分302的中心线与波导管31的直线部分311的中心线相重合。图3中的虚线表示重合的中心线，并不代表实际存在的结构。

本发明实施例中，移相器与相邻的多个移相器之间的距离相等。如图3所示，本发明实施例中的移相器为圆环形，移相器2021的中心到移相器2022、2023、2024、2025中心的距离是相等的。

图3的实施例中只示出了两条波导线，通常情况下，一条波导线会与两条波导线相邻，一个移相器会与六个移相器相邻，该移相器与相邻的六个移相器之间的距离都是相等的。图3中连接移相器之间的虚线仅为了示意距离，并不代表实际存在的结构。

本发明实施例中，弧形部分与直线部分平滑连接，实际应用中，上述结构是由一条波导管弯曲而成的，并无接缝结构。

弧形部分可以是半圆弧或者圆弧。

本发明实施例中，所述波导管为硅；天线发射器是铜，或者铝；所述移相器为加杂质的硅电阻。

本发明的实施例中公开了一种相控阵雷达，该相控阵雷达包括多条波导管、多个天线发射器、多个移相器金属线，多条波导管，所述每条波导管包括多个直线部分和多个弧形部分，在每条波导管中，所述直线部分通过弧形部分与另一个直线部分相连，所述弧形部分的中心点与相邻波导管的直线部分的中心点对齐，所述多条波导管的多个直线部分相互平行；多个天线发射器，设置于每条波导管的每个直线部分；多个移相器，所述每个移相器对应一条波导管，并与对应的波导管相连；金属线，依次与所述多个移相器相连。本发明实施例中，将波导管由一条改为多条，在单位长度中，增加了波导管的长度从而增加了天线发射器的地数量，从而增加了出射光束的数量，因此可以提高扫描的效率。此外，本发明实施例中，移相器的数量并没有增加，降低了成本。

本发明实施例中，金属线与电源相连，用于控制输入电功率。

移相器的相位由温度控制，所述温度由所述输入电功率控制。

雷达发射光束的相位差由所述雷达发射光束的相位差由相邻两条波导线之间的距离决定。如图4所示，相位差由波导线30与31之间的距离决定。图4的虚线仅为了示意距离，并不代表实际存在的结构。

现有技术中，一维相控阵雷达的相位图如图1所示，包括0°、30°、60°、90°。本发明实施例的相控阵雷达，每一条波导线控制的光束相位相同，不同波导线之间光束的相位不同，如图4所示。

本发明实施例的相控阵雷达可以是8×4型硅光子相控阵雷达，可以制作在同一芯片上。本发明实施例的相控阵雷达用32个天线发射器发射光束，7个热光相集成调谐器调节相位，热热光调谐器即以温度控制的移相器。本发明实施例中，在总体长度不变的情况下，因為天线发射器的增加，增加了出射光束的数量，扫描的效能会上升。而同时，由于本发明实施例中，相控阵的移相器数目也增加了一倍，每个移相器所需要输入的电功率只要直线型相控阵的一半就可以了。例如直线型移相器每个需要输入10V的话，本发明实施例中的移相器每个仅需要输入5V。由于单个移相器可以接受的输入电功率是有上限的，所以本发明实施例的移相器总量多，可以接受更多的电功率，移相变化更大，光束转向角度更大，扫描的范围会更广。

和上述一维相控阵雷达相对应，本发明实施例还公开了一种相控阵雷达控制方法，所述方法应用于的相控阵雷达，所述方法包括：

金属线控制输入电功率，通过所述输电功率控制移相器的温度，以控制发射光束的相位。

本发明实施例的方法，增加了出射光束的数量，因此可以提高扫描的效率。

本发明的实施例中公开了一种相控阵雷达，该相控阵雷达包括多条波导管、多个天线发射器、多个移相器金属线，多条波导管，所述每条波导管包括多个直线部分和多个弧形部分，在每条波导管中，所述直线部分通过弧形部分与另一个直线部分相连，所述弧形部分的中心点与相邻波导管的直线部分的中心点对齐，所述多条波导管的多个直线部分相互平行；多个天线发射器，设置于每条波导管的每个直线部分；多个移相器，所述每个移相器对应一条波导管，并与对应的波导管相连；金属线，依次与所述多个移相器相连。本发明实施例中，将波导管由一条改为多条，在单位长度中，增加了波导管的长度从而增加了天线发射器的地数量，从而增加了出射光束的数量，因此可以提高扫描的效率。此外，本发明实施例中，移相器的数量并没有增加，降低了成本。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等，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)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。