一种具有长短距离模态侦测的雷达系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种雷达系统，具体的是指一种具有长短距离模态侦测的雷达系统。


背景技术：

2.在道路上常见到的货柜车、砂石车或拖板车等商用车，这些车的车头一般是平的，而且驾驶座的座位也比一般轿车来得高，因此在车头前的下方容易形成驾驶视线不及的盲区，若在此盲区有物体，驾驶就难以肉眼察觉而进行闪避，造成在盲区的物体容易遭到撞击的情形。
3.为避免上述盲区的物体难以察觉而遭撞击，习知作法是在商用车的车头安装包括前雷达和摄影机之侦测系统，其中的前雷达就设在偏车头下方的位置，以侦测前述盲区的物体。然而，此习知侦测系统除摄影机在视线不良下容易发生影像误判外，且在安装时，是将前雷达和摄影机两者分开安装且个别布线，所以会耗费相当多的工时，而造成安装上之不便。
4.此外，一般的前车雷达侦测系统，其功能仅在侦测前方有无物体，即使所述物体高于车辆而无撞击危险(例如天桥)，因习知前车雷达侦测系统无法辨识所侦测之物体在垂直面的纵向高度，仍会将所侦测到但高于车辆的物体视为有碰撞威胁，造成驾驶行车时造成虚惊之困扰。
5.因此，如何解决上述习知侦测系统之问题者，即为本技术之主要重点所在。


技术实现要素：

6.为解决上述课题，本实用新型提供一种具有长短距离模态侦测的雷达系统，除可对远程之物体进行侦测外，也可侦测在近距离盲区内之物体。
7.本实用新型的一项实施例提供一种具有长短距离模态侦测的雷达系统，一发射模块，其电性连接所述中央处理模块，所述发射模块包括一长距天线和一短距天线，所述长距天线设有一长距操作频率产生一长距雷达波束，所述短距天线设有一短距操作频率产生一短距雷达波束，所述中央处理模块在一频率范围改变所述短距操作频率而调整所述短距雷达波束的俯仰角，以侦测所述长距雷达波束的侦测范围以外的近距离为盲区；以及
8.一接收模块，其电性连接所述中央处理模块，所述接收模块用于接收一反射长距雷达波束及一反射短距雷达波束。
9.在本技术的另一个实施例中，所述短距天线为漏波天线，其设有一馈入端，以及一远离所述馈入端的后端，所述短距天线自所述馈入端输入信号。
10.在本技术的另一个实施例中，所述短距天线包括一天线层、一中间层、一底层以及多个导电柱，所述中间层介于所述天线层和所述底层之间，所述天线层和所述中间层间设有一第一介电层，所述中间层和所述底层之间设有一第二介电层，其中所述天线层设有多个第一槽孔，所述第一槽孔自所述馈入端往所述后端之一长轴方向延伸并间隔设置，所述
导电柱贯穿所述第一介电层以电性连接所述天线层和所述中间层，所述导电柱沿所述长轴方向围设在所述第一槽孔的周围。
11.在本技术的另一个实施例中，所述中间层异于所述第一槽孔的位置处设有一相对靠近所述后端的第二槽孔。
12.在本技术的另一个实施例中，所述第一槽孔的形状为长条状，所述第二槽孔的形状为长条状。
13.在本技术的另一个实施例中，所述第二槽孔的长度为1.1mm，且宽度为 0.1mm。
14.在本技术的另一个实施例中，所述第二介电层为fr-4玻璃纤维材质。
15.在本技术的另一个实施例中，所述导电柱包括两直线段以及一尾段，所述两直线段在所述第一槽孔和所述第二槽孔两旁沿所述长轴方向往所述后端平行伸设，且所述两直线段在所述后端以所述尾段在垂直方向衔接。
16.在本技术的另一个实施例中，所述第二槽孔和所述尾段的导电柱的距离为 1/2λ。
17.在本技术的另一个实施例中，所述发射模块有多个所述长距天线并联构成至少一长距天线数组，所述至少一长距天线数组并联所述短距天线。
18.在本技术的另一个实施例中，所述接收模块有多个接收天线，多个所述接收天线并联以构成多个接收天线数组。
19.在本技术的另一个实施例中，所述接收天线数组沿一并排方向并列，各所述接收天线数组沿一垂直所述并排方向的直列方向伸设，其中至少一所述接收天线数组和其他所述接收天线数组沿所述直列方向的位置差相对在前或相对在后。
20.在本技术的另一个实施例中，所述接收天线数组和所述至少一长距天线数组构成一垂直面等效天线，以具高度方向的纵向侦测功能。
21.在本技术的另一个实施例中，任两相邻的所述接收天线数组的间隔距离为 0.5λ至2.5λ。
22.在本技术的另一个实施例中，所述长距天线为微带天线。
23.在本技术的另一个实施例中，所述长距操作频率于设定后为固定不变。
24.在本技术的另一个实施例中，所述发射模块与所述接收模块设置于一车体的后方，所述中央处理模块还包括有一动向判断切换单元，所述动向判断切换单元具有一长距模式及一短距模式，所述动向判断切换单元侦测一车辆的行进方向状态，当所述车辆为前进状态时，所述发射模块适用于所述长距模式，并使用所述长距天线；当所述车辆为倒退状态时，所述发射模块适用于所述短距模式，并使用所述短距天线。
25.在本技术的另一个实施例中，所述中央处理模块电性连接于所述车辆的控制器局域网络，通过获取所述车辆的挡位信号，以侦测所述车辆的行进方向状态。
26.在本技术的另一个实施例中，当所述车辆的车速高于一临界值时，所述动向判断切换单元直接判断所述车辆为前进状态，进而控制所述发射模块切换为所述长距模式。
27.由此，除了长距天线产生长距雷达波束可侦测远程的物体，且处理单元在一频率范围改变所述短距操作频率而调整短距雷达波束的俯仰角，还可由短距天线产生短距雷达波束，以侦测长距雷达波束的侦测范围以外的近距离盲区的物体，达到包含远程及近距离盲区的全面性物体准确侦测。除此之外，长距天线和短距天线都为天线侦测组件，故可一同布线安装，由此达到节省安装工时以及安装作业便利之功效。
附图说明
28.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
29.图1本技术实施例之雷达系统安装于车头及车尾之示意图，图中并显示出长距雷达波束和短距雷达波束之侦测示意。
30.图2本技术实施例之雷达系统方块图。
31.图3本技术实施例之雷达系统于基板上之配置示意图。
32.图4本技术实施例之短距天线之平面示意图。
33.图5是图4于5-5剖线所见之短距天线剖视示意图。
34.图6本技术实施例之雷达系统之短距雷达波束之天线场型图。
35.图7本技术实施例之雷达系统进行近距离盲区侦测之示意图，图中短距雷达波束短距操作频率依频率范围调整俯仰角。
36.附图标号说明：
37.100:具路沿侦测之多模态雷达系统
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200:车辆
38.300:路沿
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400:停止车辆
39.500:停车空间
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10:发射模块
40.11:长距天线
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12:短距天线
41.121:馈入端
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122:后端
42.123:天线层
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123a:第一槽孔
43.124:中间层
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124a:第二槽孔
44.125:底层
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126:导电柱
45.126a:直线段
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126b:尾段
46.127:第一介电层
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128:第二介电层
47.20:接收模块
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21:接收天线
48.30:中央处理模块
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31:动向判断单元
49.32:路沿判断单元
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33:选择单元
50.40:长距天线阵列
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50:接收天线阵列
51.p:印刷电路板
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x:并列方向
52.y:直列方向
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lb:长距雷达波束
53.sb:短距雷达波束
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r1:高侦测范围
54.r2:低侦测范围
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s1:第一回授信号
55.s2:第二回授信号
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θ:俯仰角
具体实施方式
56.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
57.请参阅图1至图7所示，本技术提供一种具长短距离模态侦测的雷达系统 100，其
包含一中央处理模块10、一发射模块20以及一接收模块30，在本实施例中，中央处理模块10、发射模块20以及接收模块30都设在一印刷电路板 p，且发射模块20和接收模块30都在印刷电路板p上电性连接中央处理模块 10。本技术安装在一车辆200的后方，但不以此为限，本技术也可同时安装在车辆200的前方及后方。
58.中央处理模块10，其具有一动向判断切换单元11，动向判断切换单元11 设有一长距模式及一短距模式，动向判断切换单元11侦测车辆200的行进方向状态，当车辆200为前进状态时，发射模块20适用于长距模式；当车辆200 为倒退状态时，发射模块20适用于短距模式。
59.在本实施例中，中央处理模块10电性连接于车辆200的控制器局域网络 (controller area network,can)，通过获取车辆200文件位信号，以侦测车辆200的行进方向状态。其中，当车辆200的车速高于一临界值时，动向判断切换单元11便直接判断车辆200为前进状态，进而控制发射模块20切换为长距模式。进一步说明，临界值可设定为40公里，由于一般人很少会以高于时数40公里进行倒退，因此可进一步的依照临界值配合接收模块30所接收的信号状况，而优先选择较有可能的行车状态。
60.发射模块20，其包括多个长距天线21以及一短距天线22，长距天线21 设有一长距操作频率产生一长距雷达波束lb(long range radar beam)，而短距天线22则设有一短距操作频率产生一短距雷达波束sb(short range radar beam)，中央处理模块10能够在一频率范围改变短距操作频率而调整短距雷达波束sb的俯仰角θ(请并参图7)，以侦测长距雷达波束lb的侦测范围以外的一近距离盲区z(如图1、7所示)。
61.在本实施例中，频率范围为77ghz至81ghz，短距雷达波束sb在不同频率下的天线场型如图6所示，可知在不同频率下，雷达波束角度会有所不同，因此，可以通过频率扫描或者用户设定的方式，来调整短距雷达波束sb的俯仰角θ；而长距操作频率在本实施例中设定为77ghz，长距操作频率于设定后为固定不变。所谓长距操作频率为固定不变，并非仅能为固定频率，意即长距操作频率也可重新设定，例如将前述77ghz重新设定为76ghz或78ghz。
62.如图3所示，在本实施例中，发射模块20共有十二支长距天线21，且以六支长距天线21为一组而并联构成一长距天线数组40，意即本实施例中包括两组长距天线数组40，本实施例中的两组长距天线数组40与短距天线22并联于中央处理模块10。其中，长距天线21为微带天线(microstrip antenna)；短距天线22为漏波天线(leaky wave antennas)。
63.接收模块30，其电性连接中央处理模块10，接收模块30接收一反射长距雷达波束(即反射之长距雷达波束lb)以及一反射短距雷达波束(即反射之短距雷达波束sb)。如图2及图3所示，在本实施例中，接收模块30接收反射长距雷达波束并产生一第一回授信号s1，中央处理模块10接收第一回授信号s1以侦测远程之物体；接收模块30接收反射短距雷达波束并产生一第二回授信号 s2，中央处理模块10接收第二回授信号s2以判断在近距离盲区z有无物体。其中，接收模块30能够单独接收反射长距雷达波束或反射短距雷达波束，接收模块30也可同时接收反射长距雷达波束以及反射短距雷达波束。
64.在本实施例中，接收模块30具有多个个接收天线31，多个个接收天线31 并连构成多个接收天线数组50。如图3至图5所示，接收模块30共有八支接收天线31，以每两支接收天线31为一组而构成四组接收天线数组50，这四组接收天线数组50在本实施例中电性连接至中央处理模块10。接收天线数组50 沿一并排方向x并列，且各接收天线数组50沿一直列方
向y伸设，直列方向y 垂直于并排方向x。另外，两组长距天线数组40与短距天线22也沿着并排方向x并列。其中，四组接收天线数组50中，最为远离发射模块20的接收天线数组50和另三组接收天线数组50沿直列方向y具位置差而相对较为下方(如图3所示)，但本技术并不以相对在后的位置差为限，也可为相对在上方的位置差，都可使系统产生垂直方向的辨识度。
65.承上，所述最为远离发射模块20的接收天线数组50和另三组接收天线数组50沿直列方向y具位置差，通过任两相邻的接收天线数组50有间隔距离d(如图3所示)，从而接收天线数组50和两长距天线数组40构成一垂直面等效天线，以产生在高度方向的纵向侦测功能。较佳地，间隔距离d，介于0.5λ至 2.5λ之间。
66.请配合参阅图3至图5所示，短距天线22具有一馈入端221以及一后端 222，此后端222远离于馈入端221，短距天线22自馈入端221输入信号，并将能量传递至后端222。短距天线22并包括一天线层223、一中间层224、一底层225以及多个导电柱226，其中的天线层223在上而底层225在下，中间层224则是介于天线层223和底层225之间，天线层223和中间层224间具有一第一介电层227，于中间层224和底层225之间另具有一第二介电层228，此第二介电层228在本实施例中为fr-4玻璃纤维材质。
67.承上，天线层223具有多个第一槽孔223a，第一槽孔223a自馈入端221 往后端222的一长轴方向延伸并间隔设置，长轴方向在本实施例中同于直列方向y，且导电柱226贯穿第一介电层227以电性连接天线层223和中间层224，导电柱226沿直列方向y围设在第一槽孔223a的周围。中间层224具有一第二槽孔224a，第二槽孔224a是异于第一槽孔223a的位置且相对靠近于后端 222。中间层224具有第二槽孔224a的设置，在于当能量传往后端222时，可以第二槽孔224a的开通而将能量导至第二介电层228，以达到快速地将能量自第二介电层228泄漏的效果，以避免残留能量反射而导致信号受到干扰的问题发生。
68.如图3至图5所示，导电柱226于所设的短距天线22上包括两直线段226a 以及一尾段226b，两直线段226a在第一槽孔223a和第二槽孔224a两旁沿直列方向y往后端222平行伸设，且两直线段226a于后端222以尾段226b在垂直方向衔接。较佳地，第二槽孔224a和尾段226b的导电柱226的距离为1/2 λ，但不以此为限。较佳地，本实施例的第一槽孔223a和第二槽孔224a的形状都为长条状，且本实施例的第二槽孔224a，其长度为1.1mm，宽度则为0.1mm，但不以此长宽尺寸为限。
69.上述实施例的雷达系统100，模块化而如图1所示而安装在车辆200的后方或前方，其以组成长距天线数组40的长距天线21，依长距操作频率(以77ghz 为例)产生一长距雷达波束lb。当本技术安装在车辆200的前方时，接收模块 30接收反射长距雷达波束，并产生第一回授信号s1由中央处理模块10接收，即以判断例如前车的物体，以达到避免和前车碰撞的效果。
70.承上，雷达系统100除以长距天线21侦测远程的物体外，并以短距天线 22对车辆200前方的近距离盲区z进行物体的侦测，近距离盲区z为驾驶于车辆200前方而视线不及之前方范围。侦测时，由短距天线22产生依长距操作频率而产生短距雷达波束sb，短距操作频率由中央处理模块10在77ghz至 81ghz的频率范围进行调整，以优化短距雷达波束sb的俯仰角θ(如图7所示)，再由接收模块30接收反射短距雷达波束而产生第二回授信号s2，中央处理模块10接收第二回授信号s2以判断近距离盲区z有无物体(例如人、动物及其它物等)，驾驶在其判断有物体时可实时闪避或停止行进，以避免撞击所侦测到的物体。更进一步的，
也可利用中央处理模块10在频率范围内进行动态调整，使短距雷达波束进行不同角度的侦测扫描，由此扩大俯仰方向之侦测范围，避免死角的产生。
71.此外，当驾驶在行驶过程中，由长距天线21侦测到有远程的物体，而此物体例如是高于车辆200的车头而可行驶通过的天桥(图中未示)，由于雷达系统100的接收天线数组50和两长距天线数组40构成垂直面等效天线，可进行高度方向的纵向侦测功能，此时由前述垂直面等效天线纵向侦测到的天桥为高于车辆200的车头上一定高度者，驾驶即可得知为无碰撞威胁而继续行驶。
72.经上述的实施例说明不难发现本技术的主要特点，在于：
73.1.本技术的雷达系统100，除发射模块20以长距天线21产生长距雷达波束lb而可侦测远程的物体，且可由短距天线22产生短距雷达波束sb，且中央处理模块10在预定的频率范围改变短距操作频率，由此调整短距雷达波束sb 的俯仰角，而可侦测到近距离盲区z的物体，由此达到远程及近距离盲区z的全面性物体的准确侦测。并且，本技术的雷达系统100，因长距天线21和短距天线22都为天线侦测组件，在安装时可一同布线，也可达到节省安装工时以及安装作业便利的功效。
74.2.本技术的雷达系统100，可进一步以接收天线数组50和长距天线数组 40所构成的垂直面等效天线，进行具高度方向的纵向侦测功能，可在垂直面对物体进行纵向高度的侦测而准确侦测物体的所在高度，进而判断所侦测的物体是否具有威胁，即以避免对物体高度误判而造成虚惊的困扰。
75.短距天线22，如上依短距操作频率产生短距雷达波束sb，以中央处理模块10在频率范围改变短距操作频率而调整短距雷达波束sb的俯仰角θ，除应用于本技术的雷达系统100，以侦测长距雷达波束lb的侦测范围以外的近距离盲区z，也可以其作用原理而单独使用，以作为独立的雷达系统，故不必然以本技术的雷达系统100的应用为限。
76.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。