微波雷达组件、微波雷达和无人飞行器的制作方法

本实用新型涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种微波雷达组件、一种微波雷达和一种无人飞行器。

背景技术：

无人飞行器上设置有微波雷达，以检测无人飞行器飞行时与障碍物的距离。对于农药喷洒无人飞行器，为避免农药飞溅到微波雷达上，影响其正常工作，可为微波雷达配置罩体，但在飞行过程中，微波雷达运行产生的热量较高，罩体会阻碍微波雷达散热，容易引起微波雷达过热，影响微波雷达运行的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个方面提出了一种微波雷达组件。

本实用新型的另一个方面提出了一种微波雷达。

本实用新型的再一个方面提出了一种无人飞行器。

有鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种微波雷达组件，包括天线组件和扰动叶片，天线组件可在外力作用下转动；扰动叶片连接在天线组件的外表面，扰动叶片随天线组件的转动而扰动周围的空气，以进行散热。

本实用新型实施例提供的微波雷达组件，通过在天线组件的外表面上设置扰动叶片，可在天线组件转动的同时带动扰动叶片充分扰动周围的空气，从而加强周围空气与微波雷达组件的对流换热，只需要进行简单的结构改进，无需增加动力设备，就可大幅提升微波雷达组件的散热效果，有助于提高微波雷达组件运行的可靠性，延长使用寿命。

另外，根据本实用新型提供的上述技术方案中的微波雷达组件，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，扰动叶片的延伸方向与天线组件的转动轴线之间形成夹角。

在该技术方案中，具体限定了扰动叶片的延伸方向与天线组件的转动轴线之间形成夹角，即二者互不平行，一方面可令扰动叶片对周围的空气进行螺旋切割，有助于充分扰动空气，另一方面，可减小转动过程中扰动叶片的阻力，降低天线组件的驱动装置的能耗损失，从而避免造成大量额外发热。

在上述任一技术方案中，优选地，扰动叶片的延伸方向与天线组件的转动轴线的夹角α满足30°≤α≤60°。

在该技术方案中，具体限定了扰动叶片的延伸方向与天线组件的转动轴线之间的夹角α的取值范围，该下限值有助于降低转动阻力，该上限值有助于确保扰动效果，实现了增大散热量和减小发热量之间的平衡，有助于提升微波雷达组件的散热效果，提高运行可靠性，延长使用寿命。可选地，夹角α为45°。

在上述任一技术方案中，优选地，扰动叶片的数量为至少两个，至少两个扰动叶片间隔分布。

在该技术方案中，扰动叶片的数量为至少两个，通过增加扰动叶片的数量并令所有扰动叶片间隔分布，可充分切割周围空气，提高对周围空气的扰动，有助于提升散热效果。可选地，全部扰动叶片等距间隔分布，有助于保持扰动平衡。

在上述任一技术方案中，优选地，天线组件包括信号收发装置、数字电路板和屏蔽壳体，信号收发装置用于发射微波信号和接收反射回的微波信号；数字电路板用于处理接收到的微波信号；数字电路板容纳于屏蔽壳体内，信号收发装置和扰动叶片连接在屏蔽壳体的外表面，屏蔽壳体可在外力作用下转动。

在该技术方案中，具体限定了天线组件包括信号收发装置、数字电路板和屏蔽壳体，信号收发装置负责发射微波信号和接收反射回的微波信号，并由数字电路板处理回传的微波信号，二者相互配合，可实现雷达检测功能；屏蔽壳体包围数字电路板，可避免数字电路板和信号收发装置之间相互影响，提升了微波雷达组件工作的可靠性；扰动叶片也设置在屏蔽壳体的外表面，可令扰动叶片与周围空气直接接触，有助于提升扰动效果，强化散热。

在上述任一技术方案中，优选地，扰动叶片避开信号收发装置设置。

在该技术方案中，扰动叶片和信号收发装置均位于屏蔽壳体的外表面，令扰动叶片避开信号收发装置设置，一方面可相对降低信号收发装置附近的空气扰动，尽量减小对微波信号收发的影响，有助于保证微波雷达组件可靠运行。另一方面，可减少扰动叶片和信号收发装置对彼此设置位置的占用，使得微波雷达组件的构造合理。

在上述任一技术方案中，优选地，扰动叶片和信号收发装置分别位于屏蔽壳体相背离的两侧。

在该技术方案中，具体限定了扰动叶片和信号收发装置分别位于屏蔽壳体相背离的两侧，使得在不影响二者设置的情况下，尽量扩大了二者的距离，可减小扰动空气对微波信号收发的影响，通过巧妙的结构设计，保障了外界待检测障碍物与信号收发装置之间直接的信号畅通。此外，信号收发装置设置在屏蔽壳体面积较大的一个侧面，与之背离的另一侧面也具有较大面积，可扩大扰动叶片的设置范围，有助于充分扰动周围空气，提升散热效果。

在上述任一技术方案中，优选地，屏蔽壳体包括可拆卸连接的第一屏蔽板和第二屏蔽板，信号收发装置与第一屏蔽板相连，扰动叶片设置在第二屏蔽板背离第一屏蔽板的一侧。

在该技术方案中，屏蔽壳体具体包括可拆卸连接的第一屏蔽板和第二屏蔽板，可便于维修和更换设置其内的数字电路板，有助于延长微波雷达组件的使用寿命。具体地，信号收发装置可通过螺钉等紧固零件安装在第一屏蔽板上，扰动叶片则设置在第二屏蔽板背离第一屏蔽板的一侧，从而为信号收发装置和扰动叶片提供了充足且相互远离的设置位置，优化了产品结构。可选地，第一屏蔽板和第二屏蔽板采用卡扣连接或螺钉连接。

在上述任一技术方案中，优选地，扰动叶片与第二屏蔽板一体成型。

在该技术方案中，扰动叶片为一体成型在第二屏蔽板上的鳍片，因而无需增加额外的工艺流程，不影响生产效率，且一体化的结构可以提高强度，有助于延长产品的使用寿命。具体地，由于第二屏蔽板的材质通常为金属，一体成型的情况下扰动叶片则也为金属材质，导热系数高，有助于强化散热。

在上述任一技术方案中，优选地，信号收发装置为天线板，天线板背对屏蔽壳体的表面设有天线阵列。

在该技术方案中，信号收发装置具体为设有天线阵列的天线板，天线阵列中包括发射天线和接收天线，可实现发射和接收微波信号。天线阵列设置在天线板背对屏蔽壳体的表面，便于对外发射和接收微波信号，使运行可靠。

在上述任一技术方案中，优选地，第一屏蔽板上设有朝向第二屏蔽板延伸的第一安装柱，第一安装柱内设有第一紧固孔；第二屏蔽板上设有朝向第一屏蔽板延伸的第二安装柱，第二安装柱内设有第二紧固孔，第二安装柱的数量和第一安装柱的数量相等且设置位置一一对应；屏蔽壳体还包括紧固件，一个紧固件同时穿过相对应的一个第一紧固孔和一个第二紧固孔，以连接第一屏蔽板和第二屏蔽板。

在该技术方案中，具体限定了第一屏蔽板和第二屏蔽板的一种可拆卸连接结构。通过在第一屏蔽板和第二屏蔽板上分别设置朝向彼此延伸的第一安装柱和第二安装柱，并在第一安装柱和第二安装柱内分别开设第一紧固孔和第二紧固孔，可在组装时将多个第一安装柱与多个第二安装柱一一对准，再将紧固件穿过第一紧固孔和第二紧固孔，实现第一屏蔽板和第二屏蔽板的可拆卸连接。同时，第一安装柱和第二安装柱的设置可在第一屏蔽板和第二屏蔽板之间隔离出一定的空间，以容纳数字电路板。具体地，第一紧固孔和第二紧固孔中的至少一个可为螺纹孔，则紧固件为螺钉；第一紧固孔和第二紧固孔也可为通孔，则紧固件优选为螺栓和螺母。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种微波雷达，包括上述任一技术方案所述的微波雷达组件以及用于驱动微波雷达组件转动的驱动装置，因此具有该微波雷达组件的全部有益效果，在此不再赘述。具体地，驱动装置为电机。

在上述技术方案中，优选地，微波雷达还包括雷达基座以及罩体，其中，驱动装置位于雷达基座内，罩体罩设在雷达基座上，罩体和雷达基座围成容纳空间，微波雷达组件位于容纳空间内。

在该技术方案中，微波雷达组件1位于罩体和雷达基座围成的容纳空间内，在雷达基座内设置的驱动装置驱动微波雷达组件转动的过程中，扰动叶片能充分扰动容纳空间内的空气，从而加强微波雷达组件的散热。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种无人飞行器，包括机身及上述任一技术方案所述的微波雷达，微波雷达设置在机身上。

本实用新型实施例提供的无人飞行器，包括上述任一技术方案所述的微波雷达，因此具有该微波雷达的全部有益效果，在此不再赘述。具体地，机身包括机架和安装在机架上的脚架，机架可作为无人飞行器的飞行控制系统、处理器、摄像机、照相机等的安装载体，脚架安装在机架的下方，脚架用于在无人飞行器降落时为其提供支撑，微波雷达可设置在脚架上。具体地，无人飞行器为农药喷洒无人飞行器，脚架还可以搭载水箱，通过喷头对植物喷洒农药和肥料等。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达组件在一个视角下的结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达组件在另一个视角下的结构示意图；

图3示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达组件在一个视角下的爆炸图；

图4示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达组件在另一个视角下的爆炸图；

图5示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达的剖视图；

图6示出了本实用新型的一个实施例中微波雷达的爆炸图。

其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1微波雷达组件，10天线组件，12天线板，14数字电路板，16屏蔽壳体，162第一屏蔽板，164第二屏蔽板，166第一安装柱，168第二安装柱，20扰动叶片，3驱动装置，4雷达基座，5罩体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本实用新型一些实施例所述的微波雷达组件1、微波雷达和无人飞行器。

如图1和图2所示，本实用新型一个方面的实施例提供了一种微波雷达组件1，包括天线组件10和扰动叶片20，天线组件10可在外力作用下转动；扰动叶片20连接在天线组件10的外表面，扰动叶片20随天线组件10的转动而扰动周围的空气，以进行散热。

本实用新型实施例提供的微波雷达组件1，通过在天线组件10的外表面上设置扰动叶片20，可在天线组件10转动的同时带动扰动叶片20充分扰动周围的空气，从而加强周围空气与微波雷达组件1的对流换热，只需要进行简单的结构改进，无需增加动力设备，就可大幅提升微波雷达组件1的散热效果，有助于提高微波雷达组件1运行的可靠性，延长使用寿命。

如图1所示，在一些实施例中，扰动叶片20的延伸方向与天线组件10的转动轴线之间形成夹角。

在该实施例中，具体限定了扰动叶片20的延伸方向与天线组件10的转动轴线之间形成夹角，即二者互不平行，一方面可令扰动叶片20对周围的空气进行螺旋切割，有助于充分扰动空气，另一方面，可减小转动过程中扰动叶片20的阻力，降低天线组件10的驱动装置的能耗损失，从而避免造成大量额外发热。

如图1所示，在一些实施例中，扰动叶片20的延伸方向与天线组件10的转动轴线的夹角α满足30°≤α≤60°。

在该实施例中，具体限定了扰动叶片20的延伸方向与天线组件10的转动轴线之间的夹角α的取值范围，该下限值有助于降低转动阻力，该上限值有助于确保扰动效果，实现了增大散热量和减小发热量之间的平衡，有助于提升微波雷达组件1的散热效果，提高运行可靠性，延长使用寿命。具体地，由于扰动叶片20的延伸方向与天线组件10的转动轴线异面，因此在图1中将天线组件10的转动轴线移动至扰动叶片20的延伸方向所在的平面后，标记了二者的夹角α。可选地，夹角α为45°。

如图1所示，在一些实施例中，扰动叶片20的数量为至少两个，至少两个扰动叶片20间隔分布。

在该实施例中，扰动叶片20的数量为至少两个，通过增加扰动叶片20的数量并令所有扰动叶片20间隔分布，可充分切割周围空气，提高对周围空气的扰动，有助于提升散热效果。可选地，全部扰动叶片20等距间隔分布，有助于保持扰动平衡。

如图3和图4所示，在一些实施例中，天线组件10包括信号收发装置(比如天线板12)、数字电路板14和屏蔽壳体16，天线板12用于发射微波信号和接收反射回的微波信号；数字电路板14用于处理接收到的微波信号；数字电路板14容纳于屏蔽壳体16内，天线板12和扰动叶片20连接在屏蔽壳体16的外表面，屏蔽壳体16可在外力作用下转动。

在该实施例中，具体限定了天线组件10包括天线板12、数字电路板14和屏蔽壳体16，天线板12负责发射微波信号和接收反射回的微波信号，并由数字电路板14处理回传的微波信号，二者相互配合，可实现雷达检测功能；屏蔽壳体16包围数字电路板14，可避免数字电路板14和天线板12之间相互影响，提升了微波雷达组件1工作的可靠性；扰动叶片20也设置在屏蔽壳体16的外表面，可令扰动叶片20与周围空气直接接触，有助于提升扰动效果，强化散热。

在一些实施例中，扰动叶片20避开天线板12设置。

在该实施例中，扰动叶片20和天线板12均位于屏蔽壳体16的外表面，令扰动叶片20避开天线板12设置，一方面可相对降低天线板12附近的空气扰动，尽量减小对微波信号收发的影响，有助于保证微波雷达组件1可靠运行。另一方面，可减少扰动叶片20和天线板12对彼此设置位置的占用，使得微波雷达组件1的构造合理。

如图3所示，在一些实施例中，扰动叶片20和天线板12分别位于屏蔽壳体16相背离的两侧。

在该实施例中，具体限定了扰动叶片20和天线板12分别位于屏蔽壳体16相背离的两侧，使得在不影响二者设置的情况下，尽量扩大了二者的距离，可减小扰动空气对微波信号收发的影响，通过巧妙的结构设计，保障了外界待检测障碍物与天线板12之间直接的信号畅通。此外，天线板12设置在屏蔽壳体16面积较大的一个侧面，与之背离的另一侧面也具有较大面积，可扩大扰动叶片20的设置范围，有助于充分扰动周围空气，提升散热效果。

如图3和图4所示，在一些实施例中，屏蔽壳体16包括可拆卸连接的第一屏蔽板162和第二屏蔽板164，天线板12与第一屏蔽板162相连，扰动叶片20设置在第二屏蔽板164背离第一屏蔽板162的一侧。

在该实施例中，屏蔽壳体16具体包括可拆卸连接的第一屏蔽板162和第二屏蔽板164，可便于维修和更换设置其内的数字电路板14，有助于延长微波雷达组件1的使用寿命。具体地，如图3所示，天线板12可通过螺钉等紧固零件安装在第一屏蔽板162上，扰动叶片20则设置在第二屏蔽板164背离第一屏蔽板162的一侧，从而为天线板12和扰动叶片20提供了充足且相互远离的设置位置，优化了产品结构。可选地，第一屏蔽板162和第二屏蔽板164采用卡扣连接或螺钉连接。

在一些实施例，扰动叶片20与第二屏蔽板164一体成型。

在该实施例中，如图1所示，扰动叶片20为一体成型在第二屏蔽板164上的鳍片，因而无需增加额外的工艺流程，不影响生产效率，且一体化的结构可以提高强度，有助于延长产品的使用寿命。具体地，由于第二屏蔽板164的材质通常为金属，一体成型的情况下扰动叶片20则也为金属材质，导热系数高，有助于强化散热。进一步地，扰动叶片20的分布位置应当避开天线组件10上的必要零部件，例如图1和图3所示的方形结构(用于调整第二屏蔽板164的表面形状以与数字电路板14相配合)及柱状安装结构(用于紧固数字电路板14上的部件)，以确保微波雷达组件1的正常工作。其中，由于柱状安装结构用于紧固连接，承受的应力较大，可优选为令扰动叶片20与该柱状安装结构之间具有一定间距，而方形结构的外侧壁则可与扰动叶片20直接连接。

在一些实施例中，信号收发装置为天线板12，天线板12背对屏蔽壳体16的表面设有天线阵列。

在该技术方案中，信号收发装置具体为设有天线阵列的天线板12，天线阵列中包括发射天线和接收天线，可实现发射和接收微波信号。天线阵列设置在天线板12背对屏蔽壳体16的表面，便于对外发射和接收微波信号，使运行可靠。

如图3和图4所示，在一些实施例中，优选地，第一屏蔽板162上设有朝向第二屏蔽板164延伸的第一安装柱166，第一安装柱166内设有第一紧固孔(图中未示出)；第二屏蔽板164上设有朝向第一屏蔽板162延伸的第二安装柱168，第二安装柱168内设有第二紧固孔(图中未示出)，第二安装柱168的数量和第一安装柱166的数量相等且设置位置一一对应；屏蔽壳体16还包括紧固件(图中未示出)，一个紧固件同时穿过相对应的一个第一紧固孔和一个第二紧固孔，以连接第一屏蔽板162和第二屏蔽板164。

在该实施例中，具体限定了第一屏蔽板162和第二屏蔽板164的一种可拆卸连接结构。通过在第一屏蔽板162和第二屏蔽板164上分别设置朝向彼此延伸的第一安装柱166和第二安装柱168，并在第一安装柱166和第二安装柱168内分别开设第一紧固孔和第二紧固孔，可在组装时将多个第一安装柱166与多个第二安装柱168一一对准，再将紧固件穿过第一紧固孔和第二紧固孔，实现第一屏蔽板162和第二屏蔽板164的可拆卸连接。同时，第一安装柱166和第二安装柱168的设置可在第一屏蔽板162和第二屏蔽板164之间隔离出一定的空间，以容纳数字电路板14。具体地，第一紧固孔和第二紧固孔中的至少一个可为螺纹孔，则紧固件为螺钉；第一紧固孔和第二紧固孔也可为通孔，则紧固件优选为螺栓和螺母。

如图5和图6所示，本实用新型另一个方面的实施例提供了一种微波雷达，包括上述任一实施例所述的微波雷达组件1以及用于驱动微波雷达组件1转动的驱动装置3，因此具有该微波雷达组件1的全部有益效果，在此不再赘述。具体地，驱动装置3为电机。

如图1至图6所示，在一些实施例中，微波雷达还包括雷达基座4以及罩体5，其中，驱动装置3位于雷达基座4内，罩体5罩设在雷达基座4上，罩体5和雷达基座4围成容纳空间，微波雷达组件1位于容纳空间内。

在该实施例中，微波雷达组件1位于罩体5和雷达基座4围成的容纳空间内，在雷达基座4内设置的驱动装置3驱动微波雷达组件1转动的过程中，扰动叶片20能充分扰动容纳空间内的空气，从而加强微波雷达组件1的散热。

本实用新型再一个方面的实施例提供了一种无人飞行器，包括机身及上述任一实施例所述的微波雷达，微波雷达设置在机身上。

本实用新型实施例提供的无人飞行器，包括上述任一实施例所述的微波雷达，因此具有该微波雷达的全部有益效果，在此不再赘述。具体地，机身包括机架和安装在机架上的脚架，机架可作为无人飞行器的飞行控制系统、处理器、摄像机、照相机等的安装载体，脚架安装在机架的下方，脚架用于在无人飞行器降落时为其提供支撑，微波雷达可设置在脚架上。具体地，无人飞行器为农药喷洒无人飞行器，脚架还可以搭载水箱，通过喷头对植物喷洒农药和肥料等。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述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。