[发明专利]雷达系统

说明书

用于在雷达中使用的波导组件，该波导组件由介电材料制成并且包括分束器，该分束器包括直立圆柱，该直立圆柱具有基本上沿着该直立圆柱的中线的四分之一波长气隙。

技术领域

这个发明涉及雷达系统、用于此类系统的雷达头和适合于此类系统中使用的波导。具体而言，但不限于，本发明涉及FMCW雷达，具体而言，其可以是毫米波雷达。

背景技术

众所周知，在雷达系统中，期望有效地使用由无线电波的源生成的信号，以有效地将回波信号(return signal)引导至接收机，并且尝试和确保信号泄露不会污染回波信号。

一些雷达系统已经运用四分之一波长分束器(quarter-wave beam splitter)，可是此类雷达的实现方式已经在设计上出现问题，该问题已经导致由无线电波的源生成的信号和回波信号其中之一或二者的损耗。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在雷达中使用的波导组件，该波导组件由介电材料制成并且包括直立圆柱，该直立圆柱具有基本上沿着直立圆柱(rightcylinder)的中线(centreline)的四分之一波长气隙(quarter wave air gap)。

该波导组件通常可被认为是双工器(diplexer)。

优选地，所述四分之一波长气隙以操作频率为中心而不考虑它多少。

优选地，该雷达为FMCW(频率调制连续波)雷达。可替换地，该雷达可为脉冲雷达或FMICW(频率调制中断连续波)雷达。

以这种方式使用直立圆柱的实施方式被认为是具有优势的，因为它们利用直立圆柱更好的模态结构(modal structure)，针对大多数实践应用给出充足的模间间隔(spacing between modes)。

有利地，所述波导组件包括四个端口。通常，这些端口包括发射输入，被布置为接收来自源的信号；接收输出，被布置为将回波信号引导至接收机；输出端口；和负载端口。

实施方式可在至少一些端口上设置匹配变压器。至少一些匹配变压器的尾部可与分束器的尾部成互补形状，这是为了辅助二者之间的信号传送。在一些实施方式中，至少一些匹配变压器的尾部可为凹形的。此类实施方式，其中匹配变压器的尾部与直立圆柱成互补形状，该类实施方式被认为是具有优势的，是由于它们为波导组件和/或其中安置有波导组件的任何雷达或雷达头提供组装的便利性；所述波导组件可被认作是自对准的(self-aligning)。

因此，在端口上应用匹配变压器的实施方式中，从该端口至分束器的平面(即，所述四分之一波长气隙)可能没有待补偿的介电介质转变(dielectric media transition)。通常，该端口被布置为通过将变压器内的相速(phase velocity)与外部模式的相速进行匹配，使来自变压器表面的外部辐射最小化，从而通过具有校正的锥度的锥形结构的方法而产生抵消(cancellation)。

有利地，从发射输入端口至输出端口的路径长度与从输出端口至接收输出端口的路径长度具有基本上相同的长度。这种实施方式是有利的，因为它们可提供良好的热稳定性。

匹配材料可被用于至少一些匹配变压器与分束器之间。该匹配材料可为液体，例如硅脂或其介电常数与直立圆柱和波导组件的其他部件的介电常数相匹配的任何合适的稳定材料。

实施方式可提供在形状上基本上为锥形和/或在横截面上基本上为圆形的匹配变压器。

可提供诸如E面分体式波导框架(frame)的框架用于固定波导组件。