一种双波束雷达传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到雷达传感设备领域，特指一种双波束雷达传感器。
【背景技术】
[0002]目前，雷达传感器被广泛应用于各个领域。毫米波雷达发射的电磁波波长通常为几毫米，对于相同口径的天线尺寸，毫米波天线的波束更窄，增益更高，并且它具有较高的测角和测距精度，因此在民用领域得到了广泛的应用，典型的应用领域如汽车主动安全以及区域安全防护。
[0003]雷达传感器作为毫米波雷达的主要部件，其硬件结构由射频前端、信号调理电路组成，射频前端包括射频电路和收发天线。采用调频连续波(Frequency ModuIat1nContinuous Waves,FMCff)体制的单发单收毫米波雷达还能够获取目标的速度信息，采用多收天线能获取目标的角度信息。对于传统的毫米波传感器，其传感器天线的方向图只有一个固定的主波束，称之为单波束雷达，如果传感器天线的主波束能够在一定角度范围内实现波束扫描，则称之为电扫雷达。由于电扫雷达需要一定数量的模拟或者数字移相器，其成本较固定波束雷达传感器高得多，因此民用领域主要采用低成本的单波束雷达传感器。
[0004]以周界安防为例，周界安防要求当入侵目标穿越周界或者在周界附近活动时能够通过实时地给出报警信息，为此周界安防通常使用多种传感器的组合来获得入侵目标的信息，如雷达传感器。雷达传感器通过天线的辐射来覆盖待防护的区域。表征天线的辐射特性的一个重要参数是天线的辐射方向图，以下称辐射方向图的主波束为波束。发射天线和接收天线的波束决定了雷达传感器探测区域。对于周界防护，还要求发射天线具有窄波束和高增益的特性。
[0005]现有技术中，常使用单波束辐射的雷达传感器应用于周界防护，它具有单个发射天线，发射天线能够产生一个固定的波束，当应用于周界安防使单个波束只能覆盖一条周界线，如果对整个方形周界的四条边界进行防护，那么需要至少四个雷达传感器，这会显著提高系统成本。具有电扫天线的相控阵雷达传感器，其电扫天线需要大量的模拟或者数字移相器，这些移相器的成本很高，会大大提高雷达传感器的成本。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、适用范围广的双波束雷达传感器。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种双波束雷达传感器，它包括发射机、接收机和信号处理机，所述发射机通过一个发射天线辐射发射信号，所述接收机通过一个接收天线接收在目标上反射的发射信号并混频到中频信号，所述信号处理机用于处理接收机的中频信号；在所述发射天线和接收天线中各包含一个设置在平面印刷电路板的辐射体，所述辐射体用来产生两个波束；所述两个波束的极化方式相互正交。
[0008]作为本发明的进一步改进:所述两个波束为固定波束，两个波束间的夹角为90°，两个波束的中心轴线与平面印刷电路板的垂线在同一方位面上，并且所述两个波束的中心轴线与平面印刷电路板的垂线的夹角分别为45°。
[0009]作为本发明的进一步改进:所述发射天线和接收天线设置在平面印刷电路板的正面，用来处理高频信号的发射机和接收机设置在所述平面印刷电路板的背面，位于平面印刷电路板正面的发射天线和接收天线通过金属化过孔分别与背面的发射机电路和接收机电路相连。
[0010]作为本发明的进一步改进:所述辐射体为印刷结构的阵列天线，所述阵列天线为贴片天线阵列或缝隙天线阵列。
[0011]作为本发明的进一步改进:所述辐射体的两个波束的夹角在谐振频率上为90°。
[0012]作为本发明的进一步改进:所述辐射体的两个波束的极化方式相互正交，两个波束的极化方式可以是±45°斜极化、水平/垂直线极化或者左/右旋圆极化。
[0013]作为本发明的进一步改进:所述辐射体的波束为窄波束，波束在方位面的半功率波束宽度小于15°，波束在俯仰面的半功率波束宽度小于30°。
[0014]作为本发明的进一步改进:所述辐射体的两个波束为辐射体辐射方向图的主波束，在方位面上除主波束外的其它波束为副瓣，所述副瓣电平比主波束的最大电平小ISdB以上。
[0015]作为本发明的进一步改进:所述发射天线和接收天线的辐射体在平面印刷电路板上沿上、下方向按一定间距错开设置。
[0016]作为本发明的进一步改进:所述发射天线的辐射体的波束和接收天线的辐射体的波束重叠，且发射天线的辐射体的波束宽度小于或等于所述接收天线的辐射体的波束宽度。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1.本发明双波束雷达传感器为具有正交极化辐射的双波束雷达传感器，能够同时产生两个极化方式相互正交的波束，两个波束可以同时覆盖两个区域，扩大了雷达传感器的探测区域。
[0018]2.本发明双波束雷达传感器，在具体应用时(如:周界防护)，能够同时探测两条周界线，从而减少周界防护所需传感器数量，在具有其他功能的情况下可以导致系统成本的显著降低。
[0019]3.本发明双波束雷达传感器，在具体应用时(如:周界防护)，通过合理的配置就可以使得多个雷达避免相互干扰，而不需要使用其他代价更高的方法来解决雷达间的干扰问题。尤其对于FMCW雷达，工作频率的重复利用能够增加系统设计的灵活性，降低了整个系统的成本。
[0020]4.本发明双波束雷达传感器，天线的馈电端口只有一个，本质上为一个天线。本发明产生的两个波束的极化方式相互正交，而传统天线波束的极化方式不一定正交；本发明双波束雷达传感器，天线形式为平面天线，而传统雷达传感器的天线为非平面天线，平面天线的成本更低，更容易集成。
【附图说明】
[0021]图1是本发明雷达传感器的横向剖面图。
[0022]图2是本发明雷达传感器的高频印刷电路板的正面天线示意图。
[0023]图3是本发明雷达传感器的高频印刷电路板的背面高频信号电路示意图。
[0024]图4是本发明雷达传感器的天线波束示意图。
[0025]图5是本发明雷达传感器的天线波束在方位面的归一化示意图。
[0026]图6是本发明雷达传感器的天线波束在俯仰面的归一化示意图。
[0027]图7是本发明雷达传感器应用于方形防护区的设置示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0029]本发明的双波束雷达传感器为具有正交极化辐射的双波束雷达传感器，它包括发射机、接收机和信号处理机，发射机通过一个发射天线101福射发射信号，接收机通过一个接收天线102接收在目标上反射的发射信号并混频到的信号，信号处理机用于处理接收机的混频信号；在上述发射天线101和接收天线102中各包含一个设置在平面印刷电路板的辐射体，该辐射体能够产生两个波束。上述两个波束为固定波束，两个波束间的夹角为90°，两个波束的中心轴线与印刷电路板的垂线在同一方位面上，并且两个波束的中心轴线与印刷电路板的垂线的夹角分别为45°，两个波束