一种毫米波探测器的制作方法

1.本实用新型涉及雷达探测技术领域，具体而言，涉及一种毫米波探测器以及智能探测系统。


背景技术：

2.随着人工智能和物联网应用的推广与扩大，多维度的感知传感技术应用需求正在逐步成长，其中毫米波传感器是这其中的重要组成部分。毫米波雷达工作在毫米波段。通常毫米波是指30～300ghz频段(波长为1～ 10mm)。毫米波导引头具有体积小、质量轻、空间分辨率高、抗干扰等优点，在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义。
3.现有的毫米波探测器通常为单个收发通道，只能完成单路收发，当收发通道被其他物体遮挡，会使得接收通道接受的回波信号减小，影响探测效果，严重时会中断探测工作；为此，本实用新型发明一种毫米波探测器来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种毫米波探测器，其解决上述问题。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
6.一方面，提供一种毫米波探测器，包括探测器壳体以及设置在所述探测器壳体内部的处理器与多个收发通道，所述收发通道的输入端连接有接收天线，所述收发通道的输出端连接有发射天线，多个所述接收天线分布于所述探测器壳体侧壁，所述收发通道包括信号发生器、收发集成芯片、第一信号转换电路以及第二信号转换电路，所述收发集成芯片的输入端分别连接所述信号发生器以及接收天线，所述收发集成芯片的输出端分别连接所述发射天线、第一信号转换电路以及第二信号转换电路，所述处理器的输出端连接所述信号发生器，所述处理器的输入端分别连接所述第一信号转换电路以及第二信号转换电路。
7.优选的，所述信号发生器包括晶振以及锁相环，所述晶振的输出端连接所述锁相环输入端，所述锁相环输出端连接所述收发集成芯片。
8.优选地，所述收发集成芯片包括压控振荡器、第一功分器、发射信道以及接收信道，所述压控振荡器的输入端连接所述信号发生器的输出端，所述压控振荡器的输出端连接所述第一功分器的输入端，所述第一功分器的第一输出端连接所述发射信道的输入端，所述发射信道的第一输出端连接所述发射天线，所述发射信道的第二输出端连接所述第一信号转换电路，所述第一功分器的第二输出端连接所述接收信道的第一输入端，所述接收信道的第二输入端连接所述接收天线，所述接收信道的输出端连接所述第二信号转换电路。
9.优选地，所述发射信道包括检波器以及依次连接的第一驱动放大器、功率放大器与耦合器，所述耦合器的输出端连接所述检波器的输入端，所述检波器的输出端连接所述第一信号转换电路，所述第一驱动放大器的输入端连接所述第一功分器的第一输出端。
10.优选地，所述接收信道包括第二驱动放大器、功分移相器、第一混频器、第二混频器、第二功分器以及低噪声放大器，所述低噪声放大器的输入端连接所述第二功分器的输入端，所述第二功分器的第一输出端连接所述第一混频器的第一输入端，所述第二功分器的第二输出端连接所述第二混频器的第一输入端，所述第二驱动放大器的输入端连接所述第一功分器的第二输出端，所述第二驱动放大器的输出端连接所述功分移相器的输入端，所述功分移相器的第一输出端连接所述第一混频器的第二输入端，所述功分移相器的第二输出端连接所述第二混频器的第二输入端，所述第一混频器的输出端以及所述第二混频器的输出端分别连接所述第二信号转换电路。
11.优选地，所述第一信号转换电路包括依次连接的第一低通滤波器、第一信号调理电路以及第一adc芯片，所述第一低通滤波器的输入端连接所述收发集成芯片的输出端，所述第一adc芯片连接所述处理器。
12.优选地，所述第二信号转换电路包括第二低通滤波器、第三低通滤波器、第二信号调理电路以及第二adc芯片，所述第二低通滤波器以及第三低通滤波器的分别输入端连接所述收发集成芯片的输出端，所述第二低通滤波器的输出端以及第三低通滤波器的输出端分别连接所述第二信号调理电路的输入端，所述第二信号调理电路的输出端连接所述第二adc芯片的输入端，所述第二adc芯片的输出端连接所述处理器。
13.优选地，所述第二adc芯片为高速adc芯片。
14.优选地，所述毫米波探测器还包括探测器安装座，所述探测器安装座用于带动所述毫米波探测器转动，所述探测器安装座内设有电机以及转动轴，所述转动轴的一端与所述电机的输出端转动连接，所述转动轴的另一端穿过所述探测器安装座并置于所述探测器安装座表面，且与所述毫米波探测器连接。
15.另一方面，提供一种智能探测系统，包括控制器以及多个如上述的毫米波探测器，所述控制器分别与多个所述毫米波探测器通信连接。
16.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
17.本实用新型通过设计多个独立的收发通道，能够保证探测的准确性，能够灵活适用于各种空间中，实用性强；
18.本实用新型设计合理、结构简单，实用性强。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1提供的毫米波探测器的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例1提供的毫米波探测器探测示意图；
21.图3为本实用新型实施例1提供的毫米波探测器的结构示意图；
22.图标：1-探测器壳体，2-探测器安装座，3-电机，4-转动轴，5-万向轮，6-处理器，7-晶振，8-锁相环，9-压控振荡器，10-第一功分器，11
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第一驱动放大器，12-功率放大器，13-检波器，14-耦合器，15-第二驱动放大器，16-功分移相器，17-第一混频器，18-第二混频器，19-第二功分器，20-低噪声放大器，21-第一低通滤波器，22-第一信号调理电路，23
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第一adc芯片，24-第二低通滤波器，25-第三低通滤波器，26-第二信号调理电路，27-第二adc芯片，28-发射天线，29-接收天线。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.实施例1
25.一方面，如图1所示，提供一种毫米波探测器，包括探测器壳体1以及设置在所述探测器壳体1内部的处理器6与多个收发通道，所述收发通道的输入端连接有接收天线29，所述收发通道的输出端连接有发射天线28，多个所述接收天线29分布于所述探测器壳体1侧壁，所述收发通道包括信号发生器、收发集成芯片、第一信号转换电路以及第二信号转换电路，所述收发集成芯片的输入端分别连接所述信号发生器以及接收天线29，所述收发集成芯片的输出端分别连接所述发射天线28、第一信号转换电路以及第二信号转换电路，所述处理器6的输出端连接所述信号发生器，所述处理器6的输入端分别连接所述第一信号转换电路以及第二信号转换电路。
26.所述信号发生器包括晶振7以及锁相环8，所述晶振7的输出端连接所述锁相环8输入端，所述锁相环8输出端连接所述收发集成芯片。
27.处理器6用于为收发通道的锁相环8调制信号频率，用于接收来自第一信号转换电路输出的检波信号，以及接收来自第二信号转换电路输出的回波信号；信号发生器通过处理器6调频后产生一定频率的信号源，信号源通过收发集成芯片完成信号的发射以及接收；第一信号转换电路用于对发射信号耦合的检波信号进行滤波、信号调理以及ad转换；第二信号转换电路用于对接收通道接收的回波信号进行滤波、信号调理以及ad转换。
28.多个收发通道独立设置，多个接收天线29以及多个发射天线28均设置与壳体表面，且接收天线29的位置可以按照实际需求设置，即可以均匀分布于壳体表面，亦可每两个接收天线29根据设定距离进行安装，提高了空间布局的灵活性。如图2，各发射天线28同时发射毫米波束指向被测物体，多个接收天线29分别接收回波信号，多个收发通道分别接收来自接收天线29的回波信号并输出给处理器6，处理器6接收来自多个收到通道的回波信号，对回波信号进行距离解算，得出被测物体的具体位置，从而完成探测，得到准确的结果。且若毫米波检测器其中一个接收天线29被其他物体遮挡时，也可由其他收发通道的接收天线29接收回波信号，从而完成探测。
29.具体的，如图2所示，毫米波探测器同时进行位移和自旋。某时刻，第二接收天线29波束方向与被测物最为接近，信号较强；第一接收天线29 和第三接收天线29的波束方向未指向被测件信号很弱，第n接收天线29 的波束被自身遮挡信号最弱。此时探测器通过对比认为第二接收天线29指向被测物，因此该时刻以第二接收天线29的波束为探测波束。随着探测器继续逆时针自旋，第二接收天线29接收的信号逐渐变弱而第一接收天线29 信号变强，此时的探测波束以第一接收天线29的为准。依此类推，探测器在自旋的过程中也能够不间断的获得回波信号，保持探测状态。
30.所述收发集成芯片包括压控振荡器9、第一功分器10、发射信道以及接收信道，所述压控振荡器9的输入端连接所述信号发生器的输出端，所述压控振荡器9的输出端连接所述第一功分器10的输入端，所述第一功分器10的第一输出端连接所述发射信道的输入端，
所述发射信道的第一输出端连接所述发射天线28，所述发射信道的第二输出端连接所述第一信号转换电路，所述第一功分器10的第二输出端连接所述接收信道的第一输入端，所述接收信道的第二输入端连接所述接收天线29，所述接收信道的输出端连接所述第二信号转换电路。
31.所述发射信道包括检波器13以及依次连接的第一驱动放大器11、功率放大器12与耦合器14，所述耦合器14的输出端连接所述检波器13的输入端，所述检波器13的输出端连接所述第一信号转换电路，所述第一驱动放大器11的输入端连接所述第一功分器10的第一输出端。耦合器14的耦合端耦合发射信号输出至检波器13进行检波处理，检波器13的输出的检波信号经过第一信号转换电路进行依次进行滤波、信号调理以及模数转换后输入至处理器6，处理器6接收检波信号完成检波。耦合器14的输出端连接发射天线28，由发射天线28向被测物体发送毫米波波束。
32.所述接收信道包括第二驱动放大器15、功分移相器16、第一混频器17、第二混频器18、第二功分器19以及低噪声放大器20，所述低噪声放大器 20的输入端连接所述第二功分器19的输入端，所述第二功分器19的第一输出端连接所述第一混频器17的第一输入端，所述第二功分器19的第二输出端连接所述第二混频器18的第一输入端，所述第二驱动放大器15的输入端连接所述第一功分器10的第二输出端，所述第二驱动放大器15的输出端连接所述功分移相器16的输入端，所述功分移相器16的第一输出端连接所述第一混频器17的第二输入端，所述功分移相器16的第二输出端连接所述第二混频器18的第二输入端，所述第一混频器17的输出端以及所述第二混频器18的输出端分别连接所述第二信号转换电路。
33.被测物体在接触毫米波探测器发射的毫米波波束时，反射回波信号给毫米波探测器，回波信号先后经过低噪声放大器20以及第二功分器19，被分为第一路回波信号以及第二路回波信号；来自第一功分器10第二输出端的连接波信号依次经过第二驱动放大器15以及功分移相器16分为第一支路混频信号与第二支路混频信号，第一支路混频信号与第一回波信号进行分频得到混频i信号，第二支路混频信号与第二回波信号进行混频得到混频q信号。混频i信号以及混频q信号分别通过第二信号转换电路进行滤波、信号调理以及ad转换后输入至处理器6。
34.所述第一信号转换电路包括依次连接的第一低通滤波器21、第一信号调理电路22以及第一adc芯片23，所述第一低通滤波器21的输入端连接所述收发集成芯片的输出端，所述第一adc芯片23连接所述处理器6。在本实施例中，第一低通滤波器21的输入端连接检波器13的输出端。
35.所述第二信号转换电路包括第二低通滤波器24、第三低通滤波器25、第二信号调理电路26以及第二adc芯片27，所述第二低通滤波器24以及第三低通滤波器25的分别输入端连接所述收发集成芯片的输出端，所述第二低通滤波器24的输出端以及第三低通滤波器25的输出端分别连接所述第二信号调理电路26的输入端，所述第二信号调理电路26的输出端连接所述第二adc芯片27的输入端，所述第二adc芯片27的输出端连接所述处理器6。第二低通滤波器24的输入端连接第一混频器17的输出端，第三低通滤波器25的输入端连接第二混频器18的输出端。
36.所述第二adc芯片27为高速adc芯片。
37.所述毫米波探测器还包括探测器安装座2，所述探测器安装座2用于带动所述毫米
波探测器转动，所述探测器安装座2内设有电机3以及转动轴4，所述转动轴4的一端与所述电机3的输出端转动连接，所述转动轴4的另一端穿过所述探测器安装座2并置于所述探测器安装座2表面，且与所述毫米波探测器连接。在本实施例中，转动轴4与毫米波探测器的壳体的底部连接，电机3带动转动轴4转动，从而带动毫米波探测器转动，实现毫米波探测器自转。特别的，探测器安装座2底部还设有万向轮5，能够带动毫米波探测器移动。
38.另一方面，提供一种智能探测系统，包括控制器以及多个如上述的毫米波探测器，所述控制器分别与多个所述毫米波探测器通信连接。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。