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1. WO2020107378 - RADOME, RADAR, AND MOVABLE DEVICE

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69  

附图

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

说明书

发明名称 : 天线罩、雷达和可移动设备

技术领域

[0001]
本发明涉及天线领域,尤其涉及一种天线罩、雷达和可移动设备。

背景技术

[0002]
天线罩形状和材料对天线性能影响巨大,若不合适会造成天线方向图畸变、发射和接收增益降低,噪声增大等一系列问题。全向天线罩的主要形状有直筒圆柱型、面包圈型、圆盘型和球型。对于直筒圆柱型的天线罩,侧壁与轴线平行,侧壁和盖体一般粘接而成,结构稳定性不好。对于面包圈型和圆盘型的天线罩,不仅结构复杂,弧线也会对天线方向图产生较大的影响。对于球型的天线罩,需要多块拼接,结构异常复杂,加工困难。
[0003]
现有天线罩的材料主要有玻璃钢、聚四氟乙烯(PTFE)和合成树脂。相对于毫米波频段,玻璃钢的介电常数和介电损耗正切都太大且不稳定,严重降低雷达性能。此外,由于玻璃钢质地较脆,制作的天线罩壁厚较厚。而聚四氟乙烯价格较贵,质地较软,不易注塑成型,一般采用机加工艺,加工成本高。合成树脂一般包括聚乙烯(PE)、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)等,其中,ABS介电常数不稳定,且材质较脆不易做成厚度很薄的天线罩;PE耐候性不好,日晒、雨淋都会引起老化;PC介电常数3.0-3.2,且耐腐蚀能力不够强,易被农药腐蚀。
[0004]
相关技术中,存在聚丙烯(英文简称为PP,英文全称为Polypropylene)材质的天线罩,其重量轻、透光(能够看见雷达内部状态),但容易碎裂。
[0005]
发明内容
[0006]
本发明提供一种天线罩、雷达和可移动设备。
[0007]
具体地,本发明是通过如下技术方案实现的:
[0008]
根据本发明的第一方面,提供一种天线罩,所述天线罩包括:
[0009]
罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间;
[0010]
所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部;
[0011]
所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长,
[0012]
其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[0013]
根据本发明的第二方面,提供一种雷达,所述雷达包括:
[0014]
底座;
[0015]
天线组件,设于所述底座的上方,所述天线组件相对于所述底座绕一转轴可旋转;
[0016]
驱动机构,设于所述底座上,所述驱动机构的转动部件固定连接所述天线组件,以驱动所述天线组件绕所述转轴转动;以及
[0017]
天线罩,所述天线罩与所述底座配合,将所述天线组件盖设在所述底座上,所述天线罩包括罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间;
[0018]
所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部;
[0019]
所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长,
[0020]
其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[0021]
根据本发明的第三方面,提供一种可移动设备,所述可移动设备包括壳体、控制系统和设于所述壳体上的雷达,所述雷达包括:
[0022]
底座;
[0023]
天线组件,设于所述底座的上方,所述天线组件相对于所述底座绕一转轴可旋转,并且所述天线组件与所述控制系统通信连接,以将检测到的障碍物信息发送至所述控制系统;
[0024]
驱动机构,设于所述底座上,所述驱动机构的转动部件固定连接所述天线组件,以驱动所述天线组件绕所述转轴转动;以及
[0025]
天线罩,所述天线罩与所述底座配合,将所述天线组件盖设在所述底座上,所述天线罩包括罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间;
[0026]
所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部;
[0027]
所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长,
[0028]
其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[0029]
由以上本发明实施例提供的技术方案可见,采用由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成罩体,罩体韧性好、结构强度大、耐腐蚀性强,罩体碰撞碎裂的可能性小,故能够对天线组件形成有效保护;并且,罩体能够实现天线组件与外界环境的物理隔离,保证了天线组件的防尘、防水等物理可靠性,防止灰尘、水汽等进入天线组件而影响天线性能;另外,将罩体侧壁的厚度设置成天线组件辐射电磁波的半波长,天线罩的侧壁对电磁波的反射小,天线罩对天线方向图特影响较小,特别是对天线副瓣影响最小,减小天线对地副副瓣,降低雷达误触发。

附图说明

[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1是本发明一实施例中天线罩的立体结构图;
[0032]
图2是本发明一实施例中天线罩的立体结构图,揭示了天线罩与天线的配合关系;
[0033]
图3是图2在剖面A-A方向上的剖面图;
[0034]
图4是本发明一实施例中天线E面方向图,揭示了天线未使用天线罩和使用图1所示天线罩的E面方向图的区别;
[0035]
图5是本发明一实施例中雷达的部分结构示意图;
[0036]
图6是本发明一实施例中雷达的局部放大图;
[0037]
图7是本发明一实施例中雷达的部分结构的拆分图;
[0038]
图8是本发明一实施例中雷达的拆分图;
[0039]
图9是本发明一实施例中电滑环的立体图;
[0040]
图10是本发明一实施例中可移动设备的立体图。
[0041]
附图标记:
[0042]
100:机体;110:机身;120:脚架;130:机臂;
[0043]
200:雷达;210:底座;220:天线组件;221:基座;2211:安装部;222:主控板;223:天线;224:天线支架;225:连接部;226:包角部;230:配重件;240:光栅开关;250:码盘;260:天线罩;1:罩体;11:收容空间;12:开口部;13:倒角部;2:固定部;270:后盖;271:容纳空间;280:电滑环;281:芯部;282:外壳;283:第一连接线;284:第二连接线;
[0044]
300:螺旋桨;
[0045]
400:料箱;
[0046]
500:喷洒机构。

具体实施方式

[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0048]
下面结合附图,对本发明的天线罩、雷达和可移动设备进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
[0049]
天线罩影响天线性能主要因素包括介电常数和损耗角正切(即介电损耗)、天线罩曲率。其中,介电常数越大,电磁波在空气与天线罩的侧壁分界面上的反射就越大。损耗角正切越大,电磁波能量在穿透天线罩过程中转化为热量而损耗的能量就越多。天线罩曲率越大直接干扰天线平面波的形成,导致副瓣恶化。
[0050]
对于此,结合图1至图3,本发明实施例提供一种天线罩,该天线罩260可包括罩体1,罩体1内部设有收容空间11,该收容空间11用于收容天线组件220。进一步的,罩体1的底面设有开口部12,开口部12用于供天线组件220穿设而进入收容空间11。
[0051]
本实施例中,罩体1的侧壁的厚度为天线组件220辐射电磁波的半波长或半波长的整数倍,且罩体1由聚酰胺(即尼龙,PA,Polyamide)和玻璃纤维混合的材料制成,通过玻璃纤维对聚酰胺进行增强,使得罩体1的强度大,不易碎裂。
[0052]
采用由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成罩体1,罩体1韧性好、结构强度大、耐腐蚀性强,罩体1碰撞碎裂的可能性小,故能够对天线组件220形成有效保护;并且,罩体1能够实现天线组件220与外界环境的物理隔离,保证了天线组件220的防尘、防水等物理可靠性,防止灰尘、水汽等进入天线组件220而影响天线性能;另外,将罩体1侧壁的厚度设置成天线组件220辐射电磁波的半波长或半波长的整数倍,天线罩260的侧壁对电磁波的反射小,天线罩260对天线方向图特影响较小,特别是对天线副瓣影响最小,减小天线对地副副瓣,降低雷达误触发。
[0053]
在一实施例中,罩体1的侧壁的厚度大致为3.6±0.5mm。其中,±0.5mm为罩体1的侧壁的厚度可允许的误差范围,方便罩体1的加工。可选的,罩体1的侧壁的厚度为3.6mm,对天线组件220性能影响最小。
[0054]
其中,天线组件220辐射电磁波的波长λ与电磁波的频率ν之间的关系为:
[0055]
λ*ν=c (1)
[0056]
公式(1)中,c为光速,为一常量。
[0057]
天线组件220辐射电磁波的半波长即为λ/2。可选的,天线组件220辐射电磁波的频率为24-24.25GHz(单位:吉赫)。可选的,天线组件220辐射电磁波的频率为76-81GHz。
[0058]
通常,一些使用雷达的设备如无人机对负重比较敏感,故天线罩260不宜太重,可选的,罩体1的侧壁的厚度为天线组件220辐射电磁波的半波长。
[0059]
制成罩体1的材料中聚酰胺组分和玻璃纤维组分的比例可根据需要选择,例如,在一实施例中,罩体1由70%的聚酰胺组分和30%的玻璃纤维组分混合制成,按照该 比例混合形成的材料强度大、成本低。当然,制成罩体1的聚酰胺组分和玻璃纤维组分的比例也可设置成其他比例大小,可综合考虑成本和强度来设置制成罩体1的聚酰胺组分和玻璃纤维组分的比例。
[0060]
本实施例的罩体1呈圆台形,圆台形的罩体1对天线223方向图的影响较小,且结构简单、利于注塑拔模且方便生产。可选的,罩体1的侧壁的外周面与罩体1的底面之间的夹角(图3中所示的α)可根据天线组件220的性能需求来设定。本实施例中,罩体1的侧壁的外周面与罩体1的底面之间的夹角大于90°(单位:度),实际上,罩体1的侧壁的外周面与罩体1的底面之间的夹角略大于90°。可选的,罩体1的侧壁的外周面与罩体1的底面之间的夹角为92°±1°,如91°、91.5°、92°、92.5°或93°。
[0061]
开口部12的直径可根据天线组件220的尺寸、天线组件220的性能需求等因素进行设定,从而使得天线组件220的方向图、发射和接收增益均达到最优。可选的,开口部12的直径为110±5mm(单位:毫米),比如,开口部12的直径可选择为105mm、110mm、115mm或者105-115mm之间的其他数值。进一步的,罩体1的顶部的直径也可根据天线组件220的尺寸、天线组件220的性能需求等因素进行设定。可选的,罩体1的顶部的直径可为90±5mm,比如,可选择为85mm、90mm、95mm或者85-95mm之间的其他数值。
[0062]
又结合图1至图3,罩体1的侧壁和罩体1的顶部之间可设有倒角部13。可选的,倒角部13的半径可为10±5mm,比如,倒角部13的半径可为5mm、10mm、15mm或者5-15mm之间的其他数值。在一具体实现方式中,开口部12的直径为110mm,罩体1的顶部直径为90mm,倒角部13的半径为10mm,使用该尺寸配置下的天线罩260来罩设天线组件220,天线组件220的方向图、发射和接收增益均达到最优。
[0063]
此外,本实施例中,罩体1是一体成型的,天线罩260的结构稳定性强。
[0064]
以天线罩260应用在雷达为例进一步说明,结合图2和图3,本实施例的罩体1的内侧壁还设有固定部2,该固定部2用于连接在雷达200上。在一实施例中,固定部2为螺纹,罩体1的内侧壁与雷达200的底座210通过螺纹配合。在其他实施例中,固定部2也可为卡接部,卡接部卡接在雷达200的底座210上。
[0065]
图4为一实施例中,天线组件220未使用天线罩260和使用本实施例的天线罩260的E面方向图,本实施例中,天线罩260的厚度为3.6mm,罩体1由70%的聚酰胺组分和30%的玻璃纤维组分混合制成,由图4可知,与不加天线罩260相比,使用本发明实施例的天线罩260后,天线组件220的副瓣变化较小,天线罩260对天线组件220的性能影响较小,且防尘效果较佳。
[0066]
值得一提的是,上述实施例的天线罩260可应用于任意具有天线组件的设备(例如,雷达)中,通过天线罩260对天线组件进行保护,延长天线组件的使用寿命。以 下实施例将以天线罩260应用于雷达为例进一步说明。
[0067]
同超声波、红外和激光雷达等相比,毫米波穿透烟、雾、灰尘的能力更强,具有全天候全天时的特点,因而毫米波雷达广泛应用于汽车、交通、安防、工业、无人机等各种行业和智能设备。随着应用场景的多样化,单一雷达的测速、测角、测距已不能满足在较复杂环境下工作的设备的需求,多任务、多功能化需求日益增加,除了雷达后端数据处理的复杂化,还需要雷达天线能进行波束扫描,探测不同方位。实现波束扫描的方式有机械扫描和电子扫描,即机械旋转或相控阵。其中,相控阵多用于军用雷达,波束扫描速度快,可靠性高,但系统复杂,成本非常高。机械扫描相对简单,成本低,在一些要求不是特别高且需要低成本的场合非常实用。无论对机械扫描还是相控阵,天线罩对天线组件性能影响巨大,若不合适会造成天线方向图畸变、发射和接收增益降低,噪声增大。
[0068]
对于此,结合图5至图8,本发明实施例还提供一种雷达,该雷达200可包括底座210、天线组件220、驱动机构以及上述实施例的天线罩260。其中,天线组件220设于底座210的上方,天线组件220相对于底座210绕一转轴可旋转。本实施例中,转轴可以为一虚轴,也可以为实轴。当转轴为实轴时,天线组件220相对于转轴旋转,或者,天线组件220跟随转轴一起旋转。本实施例的驱动机构设于底座210上。驱动机构包括转动部件,转动部件固定连接天线组件220,以驱动天线组件220绕转轴转动。
[0069]
天线罩260与底座210配合,将天线组件220盖设在底座210上。由于雷达200的应用环境通常较为恶劣,使用上述实施例的天线罩260后,降低了天线罩260在雷达200与外部发生碰撞后碎裂的可能性,天线罩260能够对天线组件220形成有效保护,从而减少损失;此外,天线组件220收容在天线罩260的收容空间11内,保证了天线组件220与外界环境的物理隔离,从而保证了天线组件220的防尘、防水等物理可靠性,防止灰尘、水汽等进入天线组件220而影响天线223性能。可选的,天线罩260和底座210所形成一密封空间,天线组件220密封在密闭空间内。
[0070]
使用上述实施例的天线罩260,天线组件220能够实现单一方向360°全向均匀扫描的需求,天线组件220的增益、副瓣均能满足实际使用需求。
[0071]
进一步地,天线组件220与罩体1的侧壁间隔设置,防止天线罩260与天线组件220直接接触对天线组件220性能造成影响。天线罩260靠近开口部12的一侧抵接在底座210上,将天线组件220密封在收容空间11内,防止外部的杂物进入收容空间11而影响天线组件220的性能。可选地,天线组件220的尺寸为90×90mm。当然,天线组件220的尺寸也可为其他任意尺寸大小。
[0072]
底座210和天线罩260可通过螺纹、卡接或者其他方式实现固定连接,例如,在一实施例中,底座210和天线罩260的固定部2通过螺纹配合。可选地,固定部2 为天线罩260的内侧壁的周向设置金属圈,金属圈上设有内螺纹,底座210上设有外螺纹。天线组件220从开口部12插入收容空间11后,转动天线罩260或天线组件220,使得内螺纹和外螺纹配合,即可将天线罩260固定在底座210上。可选地,天线罩260的内侧壁的周向直接设有内螺纹,底座210上设有外螺纹。天线组件220从开口部12插入收容空间11后,转动天线罩260或天线组件220,使得内螺纹和外螺纹配合,即可将天线罩260固定在底座210上。
[0073]
在另一实施例中,天线组件220的内侧壁设有卡接部,底座210上设有用以与卡接部相配合的卡接槽。天线组件220从开口部12插入收容空间11后,卡接部与卡接槽卡接配合,从而将天线罩260固定在底座210上。
[0074]
此外,罩体1的侧壁的中轴线与天线组件220的转轴重合,减小天线罩260对天线组件220性能的影响,使得天线组件220的性能达到最优。
[0075]
驱动机构的类型也可根据需要选择,例如,在其中一实施例中,驱动机构为电机,转动部件为电机的驱动轴,驱动轴沿转轴的延伸方向设置。
[0076]
在另外一实施例中,驱动机构为外转子电机,转动部件为电机的转子壳,转子壳带动天线组件220一起旋转。
[0077]
现有技术中,天线组件220的供电方式采用电缆连接天线组件220和外部电源,通过外部电源对天线组件220供电。由于电缆的限制,雷达200中的驱动机构无法实现360°旋转。目前雷达200中的驱动机构可实现270°的旋转,由于旋转角度的限制,驱动机构需要不断地往返转动,这就使得驱动机构不断地加速和减速,驱动机构的转速较低,采集数据点较小。此外,电缆是靠自身的弹性力来承担驱动机构的扭转力的,在工作一段时间后,电缆会存在磨损、金属疲劳而容易断裂,导致雷达200无法工作。
[0078]
本实施例中,天线组件220的供电可采用电滑环280或者无线供电模块,驱动机构能够360°转动,从而带动天线组件220实现360°转动,天线组件220可实现多圈旋转,天线组件220能够实现更大范围的工作区域。例如,在一实施例中,驱动机构为电机,转动部件为电机的驱动轴,驱动轴内可设有电滑环280,天线组件220通过电滑环280电连接外部电源,从而实现外部电源和天线组件220之间的电连接。
[0079]
参见图9,电滑环280可包括与驱动轴固定连接的外壳282、设于外壳282内并与外壳282转动电连接的芯部281、与外壳282连接的第一连接线283和与芯部281连接的第二连接线284。第一连接线283至少一部分为电源线,第二连接线284的至少一部分也为电源线,第一连接线283连接至天线组件220,第二连接线284连接至外部电源。
[0080]
芯部281设于外壳282内并与外壳282转动电连接,外壳282与驱动轴固定连接,第一连接线283与外壳282连接,第二连接线284与芯部281连接,第一连接线283和第二连接线284通过芯部281和外壳282之间的电连接而形成电连接。电机工 作时,驱动轴转动而带动外壳282转动,第一连接线283会跟随外壳282一起转动,第一连接线283和天线组件220同步转动,从而避免第一连接线283的缠绕。第二连接线284与芯部281连接,由于芯部281静止,所以第二连接线284也为静止的,本实施例的第二连接线284固定在底座210上,本实施例的第一连接线283和第二连接线284均不会影响天线组件360°旋转。
[0081]
本实施例中,外壳282朝向芯部281设有电刷(未显示),芯部281朝向外壳282设有触点(未显示)。雷达200工作时,电机转动,其驱动轴会带动外壳282转动,而芯部281处于静止状态,从而使得外壳282与芯部281之间相对转动。在芯部281与外壳282相对运动的过程中,触点与电刷能够接触,相应的触点与电刷相接触后,会使得对应的第一连接线283和第二连接线284导通,从而传递电流,进而对天线组件220供电。
[0082]
进一步地,天线组件220还通过电滑环280电连接外部设备,实现外部设备(例如无人机、无人车、无人船等可移动设备)。具体地,第一连接线283另一部分为信号线,第二连接线284的另一部分也为信号线,第一连接线283连接至天线组件220,第二连接线284连接至外部设备。
[0083]
在另一实施例中,雷达200还可包括无线供电模块,无线供电模块可包括电量发射模块和电连接收模块。其中,电量发射模块设于底座210上,并且电量发射模块用以与外部电源电连接,电量接收模块设于天线组件220上,本实施例的电量发射模块与电量接收模块间隔设置,电量接收模块跟随天线组件220一起转动。本实施例中,电量发射模块和电量接收模块无线配合,以对天线组件220供电。可选地,电量发射模块可包括发射线圈,电量接收模块可包括接收线圈,发射线圈与外部电源电连接,接收线圈与天线组件220电连接。发射线圈和接收线圈间隔设置,接收线圈跟随天线组件220一起转动,本实施例的天线组件220通过磁感应方式无线供电,天线组件220的旋转不会受到电缆的干扰。进一步地,电量发射模块还可包括发射端调节电路,发射线圈经发射端调节电路连接外部电源,通过发射端调节电路将外部电源的直流电转变成交流电,并可通过发射端调节电路调节电流的频率,从而调节发射线圈发射的电磁。电量接收模块还可包括接收端调节电路,接收线圈经接收端调节电路连接天线组件220,通过接收端调节电路将交流电转换成直流电,从而对天线组件220供电。可选地,接收端调节电路为整流电路。
[0084]
此外,底座210上还可设有无线通信模块,天线组件220通过设于底座210上的无线通信模块与外部设备通信连接。其中,无线通信模块与天线组件220基于无线通信方式通信连接,并且无线通信模块与外部设备基于无线通信方式通信连接,以基于无线通信方式将天线组件220检测到的障碍物信息发送至外部设备。无线通信方式可为Wifi、蓝牙或其他无线通信方式。
[0085]
结合图5以及图7至图8,本实施例的雷达200还包括配重件230,进一步地,配重件230设于天线组件220上,以使天线组件220的重心(本文指天线组件220和配重件230两者组合在一起时的重心)靠近转轴。其中,驱动机构的转动部件驱动天线组件220旋转时,配重件230随天线组件220一起旋转,使得天线组件220稳定地绕转轴旋转。
[0086]
本实施例中,底座210为静止的,驱动机构转动,通过转动部件带动天线组件220和配重件230一起旋转,从而使得天线组件220和配重件230均相对于底座210旋转。在理想情况下,配重件230和天线组件220配合,能够使得天线组件220的重心位于转轴上,天线组件220能够实现旋转动平衡。但实际情况中,天线组件220的重心难以做到完全位于转轴上,故将天线组件220的重心偏离转轴的距离在一定误差范围内均认为天线组件220的重心位于转轴上。本实施例的天线组件220的重心靠近转轴,以使得天线组件220实现旋转动平衡。
[0087]
本发明实施例中,通过在天线组件220上设置配重件230,使得天线组件220的重心靠近某一转轴,从而使得天线组件220始终绕着该转轴旋转,保障天线组件220旋转的平衡性,避免天线组件220旋转的不平衡对其方向图的影响,使得天线组件220的性能达到最优。
[0088]
参见图7,本实施例中,天线组件220可包括基座221、安装在基座221上的主控板222和与主控板222电连接的天线223。其中,转动部件与基座221相连接,以驱动基座221转动,从而带动主控板222、天线223和配重件230等一起旋转。天线223安装于主控板222的一侧,配重件230安装于主控板222的另一侧,将天线223和配重件230分别设于主控板222的两侧,从而使得天线组件220的重心靠近转轴,以维持天线组件220的旋转动平衡。
[0089]
进一步地,天线223的形状可根据天线223的性能需求设定,而配重件230可以为任意形状。在一具体实现方式中,天线223和配重件230均为片状结构,天线223所在平面、主控板222所在平面和配重件230所在平面相互平行,天线组件220的厚度较小。而主控板222所在平面垂直连接与基座221上,进一步保障天线组件220旋转的动平衡。
[0090]
其中,可采用任意快拆件将天线223安装至主控板222上,例如,可采用螺栓将天线223安装至主控板222上。同时,天线223与主控板222间隔设置,以防止主控板222上的电子元件对天线223造成的电磁干扰。本实施例中,又参见图7,天线组件220还可包括设于主控板222两侧的天线支架224。天线223安装于其中一个天线支架224远离主控板222的一侧,配重件230安装于另外一个天线支架224远离主控板222的一侧。通过天线223和主控板222通过天线支架224间隔开,防止主控板222上对天线223的电磁干扰。并且,在主控板222的两侧均设置天线支架224,保障 天线组件220的重心靠近转轴。另外,将主控板222收容在两个天线支架224之间的空间,天线支架224能够对主控板222上的电子元件形成有利的保护。
[0091]
而天线支架224也可为任意形状,本实施例中,为与主控板222、天线223的形状匹配,本实施例的天线支架224也为片状结构,并且天线支架224所在平面与主控板222所在平面相互平行。优选地,天线支架224的尺寸稍大于主控板222的尺寸,从而尽可能地将天线223和主控板222隔开。此外,两块天线支架224之间可以通过固定件(比如螺栓、卡扣结构)固定连接。
[0092]
又参见图7,基座221上设有安装部2211,主控板222的底部和天线支架224的底部均设有连接部225。连接部225装配在安装部2211上,从而将天线组件220装配至基座221上,在转动部件驱动基座221转动时,天线组件220会一起转动。可选地,安装部2211为一安装孔,连接部225为一凸起,凸起与安装孔插接配合。
[0093]
更进一步地,天线组件220还可包括包角部226,天线223的角部、主控板222的角部和配重件230的角部均装配在包角部226上,从而将主控板222、天线223、配重件230和天线支架224装配成一体,防止主控板222、天线223、配重件230和天线支架224在旋转的过程中晃动而导致天线组件220的重心偏离转轴的误差较大。结合图5和图7,本实施例中,主控板222、天线223、配重件230和天线支架224形成一近似方形的结构,包角部226为4个,4个包角部226分别包裹方形结构的四角,使得主控板222、天线223、配重件230和天线支架224装配成一体。
[0094]
此外,雷达200还可包括角度检测机构,用于检测天线组件220的转动角度θ,从而可根据天线组件220探测的雷达200至障碍物的距离S和该转动角度θ来获得该障碍物的位置。角度检测机构可为现有技术中任意角度传感器。
[0095]
在一具体实现方式中,角度检测机构可包括光栅开关240和用以与光栅开关240相配合的码盘250。结合图5至图7,光栅开关240可设于基座221上,码盘250设于底座210上。本实施例中,光栅开关240可通过一支架固定连接在基座221上。而码盘250与底座210朝向基座221的一侧固定连接,并且码盘250的中部设有一贯穿孔,基座221和转动部件穿设贯穿孔固定连接,并且基座221和转动部件与码盘250均不接触,即码盘250为静止的。进一步地,码盘250设有交替分布的透光区和非透光区,交替分布的透光区和非透光区沿着码盘250的周向分布且靠近码盘250的外边缘。本实施例中,光栅开关240为槽式光电开关,其包括支撑座(图中未标出)、发射管(图中未标出)和接收管(图中未标出)。其中,发射管和接收管分别设于支撑座的两端。发射管和接收管对称设于码盘250的两侧,且发射管和接收管的中心位于透光区和非透光区所在圆周,以实现与述透光区和非透光区的配合。支撑座位于码盘250外圆周预设间距处设置,从而防止光栅开关240跟随基座221一起转动时,支撑座碰撞到码盘250的外圆周面。本实施例中,转动部件转动带动基座221同速转动, 从而带动光栅开关240同步转动,码盘250为静止的,故光栅开关240能够检测出高、低电平交替的脉冲序列,其中,高电平对应透光区,低电平对应非透光区,从而根据脉冲序列获得基座221的转动角度,而基座221的转动角度即为天线组件220的转动角度θ。另外,本实施例的光栅开关240与主控板222电连接,使得主控板222及时获得光栅开关240检测的天线组件220的转动角度θ,从而计算出障碍物的位置。
[0096]
而在其他实施例中,也可将码盘250的贯穿孔套设固定在基座221的外侧壁上,而将光栅开关240固定连接在底座210靠近基座221的一侧,使得码盘250跟随基座221一起转动,而光栅开关240静止。并通过光栅开关240和码盘250的配合,检测基座221的转动角度,从而获得天线组件220的转动角度θ。
[0097]
又结合图5和图8,雷达200还可包括后盖270,进一步保证底座210的内部结构与外界环境的物理隔离,从而保证底座210的内部结构的防尘、防水等物理可靠性。其中,后盖270设有一容纳空间271,底座210远离天线组件220的一端收容在容纳空间271中。在本实施例中,后盖270可与底座210包围形成一密闭空间,无线供电模块、无线通信模块等均收容在该密闭空间内,从而实现对无线供电模块、无线通信模块等的防水、防尘的功能。同时,无线供电模块为磁感应式无线供电模块时,后盖270和底座210的配合还能防止无线电磁泄漏。
[0098]
参见图10,本发明实施例还提供一种可移动设备,该可移动设备可包括壳体、控制系统和雷达200。其中,雷达200的结构、功能、工作原理及效果可参见实施例一的描述,此处不再赘述。
[0099]
本实施例中,雷达200设于壳体上,雷达200的天线组件220与控制系统通信连接,以将检测到的障碍物信息发送至控制系统,控制系统可根据接收到的障碍物信息控制可移动设备的移动,实现可移动设备的避障。
[0100]
可移动设备可为无人机、无人车、无人船或其他可移动设备。
[0101]
本实施例以可移动设备为无人机为例进一步说明。其中,控制系统为无人机的飞行控制系统,壳体为无人机的100机体。参见图10,机体100可包括机身110和连接在机身110底部两侧的脚架120。进一步地,机体100还可包括连接在机身110两侧的机臂130。可选地,雷达200固定连接在脚架120上。当然,雷达200也可固定连接在机身110或机臂130上。
[0102]
本实施例的无人机可为四旋翼无人机或八旋翼无人机。又参见图10,机臂130远离机身110的一端可连接有螺旋桨300,为无人机提供飞行动力。
[0103]
在一实施例中,无人机为植保无人机,机身110的底部设有料箱400,用于装设农药或种子。可选的,料箱400上可设有播撒机构(未显示),播撒机构与料箱400配合。可在料箱400中装设种子,然后通过播撒机构进行播撒,实现自动化农业作业。可选的,机臂130远离机身110的一端还可设有喷洒机构500,喷洒机构500也与料 箱400配合。可在料箱400中装设农药,然后通过喷洒机构500喷洒农药,实现自动化农业作业。
[0104]
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0105]
以上对本发明实施例所提供的天线罩、雷达和可移动设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

权利要求书

[权利要求 1]
一种天线罩,其特征在于,所述天线罩包括: 罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间; 所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部; 所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长, 其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述罩体的侧壁的厚度大致为3.6±0.5mm。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述天线组件辐射电磁波的频率为24-24.25GHz;或者, 所述天线组件辐射电磁波的频率为76-81GHz。
[权利要求 4]
根据权利要求1至3任一项所述的天线罩,其特征在于,所述罩体由70%的聚酰胺组分和30%的玻璃纤维组分混合制成。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述罩体为圆台形。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的天线罩,其特征在于,所述罩体的侧壁的外周面与所述罩体的底面之间的夹角为92°。
[权利要求 7]
根据权利要求6所述的天线罩,其特征在于,所述开口部的直径为110±5mm。
[权利要求 8]
根据权利要求5所述的天线罩,其特征在于,所述罩体的顶部的直径为90±5mm。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述罩体的侧壁和所述罩体的顶部之间设有倒角部。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的天线罩,其特征在于,所述倒角部的半径为10±5mm。
[权利要求 11]
根据权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述罩体的内侧壁还设有固定部,所述固定部用于固定连接在雷达上。
[权利要求 12]
一种雷达,其特征在于,所述雷达包括: 底座; 天线组件,设于所述底座的上方,所述天线组件相对于所述底座绕一转轴可旋转; 驱动机构,设于所述底座上,所述驱动机构的转动部件固定连接所述天线组件,以驱动所述天线组件绕所述转轴转动;以及 天线罩,所述天线罩与所述底座配合,将所述天线组件盖设在所述底座上,所述天线罩包括罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间; 所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部; 所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长, 其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[权利要求 13]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述罩体的侧壁的厚度大致为3.6±0.5mm。
[权利要求 14]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述天线组件辐射电磁波的频率为24-24.25GHz;或者, 所述天线组件辐射电磁波的频率为76-81GHz。
[权利要求 15]
根据权利要求12至14任一项所述的雷达,其特征在于,所述罩体由70%的聚酰胺组分和30%的玻璃纤维组分混合制成。
[权利要求 16]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述罩体为圆台形。
[权利要求 17]
根据权利要求16所述的雷达,其特征在于,所述罩体的侧壁的外周面与所述罩体的底面之间的夹角为92°。
[权利要求 18]
根据权利要求17所述的雷达,其特征在于,所述开口部的直径为110±5mm。
[权利要求 19]
根据权利要求16所述的雷达,其特征在于,所述罩体的顶部的直径为90±5mm。
[权利要求 20]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述罩体的侧壁和所述罩体的顶部之间设有倒角部。
[权利要求 21]
根据权利要求20所述的雷达,其特征在于,所述倒角部的半径为10±5mm。
[权利要求 22]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述罩体的内侧壁还设有固定部,所述固定部用于固定连接在所述底座上。
[权利要求 23]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述罩体的侧壁的中轴线与所述转轴重合。
[权利要求 24]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述驱动机构为电机,所述转动部件为所述电机的驱动轴,所述驱动轴沿所述转轴的延伸方向设置。
[权利要求 25]
根据权利要求24所述的雷达,其特征在于,所述雷达还包括收容在所述驱动轴内的电滑环,所述天线组件通过所述电滑环电连接外部电源或外部设备。
[权利要求 26]
根据权利要求25所述的雷达,其特征在于,所述电滑环包括与驱动轴固定连接的外壳、设于所述外壳内并与所述外壳转动电连接的芯部、与所述外壳连接的第一连接线和与所述芯部连接的第二连接线; 所述第一连接线至少一部分为电源线,所述第二连接线的至少一部分也为电源线,所述第一连接线连接至所述天线组件,所述第二连接线连接至所述外部电源。
[权利要求 27]
根据权利要求26所述的雷达,其特征在于,所述第一连接线另一部分为信号线,所述第二连接线的另一部分也为信号线,所述第一连接线连接至所述天线组件,所述第二连接线连接至外部设备。
[权利要求 28]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述驱动机构为外转子电机,所述转动部件为所述电机的转子壳,所述转子壳带动所述天线组件一起旋转。
[权利要求 29]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述雷达还包括无线供电模块,所述无线供电模块包括设于所述底座上的用以与外部电源电连接的电量发射模块和设于所述天线组件上的电量接收模块; 所述电量发射模块和所述电量接收模块无线配合,以对所述天线组件供电。
[权利要求 30]
根据权利要求29所述的雷达,其特征在于,所述电量发射模块包括发射线圈,所述电量接收模块包括接收线圈,所述发射线圈与所述外部电源电连接,所述接收线圈与所述天线组件电连接。
[权利要求 31]
根据权利要求29所述的雷达,其特征在于,所述底座上还设有无线通信模块,所述天线组件通过设于所述底座上的无线通信模块与外部设备通信连接; 其中,所述无线通信模块与所述天线组件基于无线通信方式通信连接,并且所述无线通信模块与外部设备基于无线通信方式通信连接,以基于无线通信方式将所述天线组件检测到的障碍物信息发送至所述外部设备。
[权利要求 32]
根据权利要求12或23所述的雷达,其特征在于,所述雷达还包括: 配重件,设于所述天线组件上,以使所述天线组件的重心靠近所述转轴, 其中,所述驱动机构的转动部件驱动所述天线组件旋转时,所述配重件随所述天线组件一起旋转,使得所述天线组件稳定地绕所述转轴旋转。
[权利要求 33]
根据权利要求32所述的雷达,其特征在于,所述天线组件包括基座、安装在所述基座上的主控板和与所述主控板电连接的天线; 所述转动部件与所述基座相连接,所述天线安装于所述主控板的一侧,所述配重件安装于所述主控板的另一侧。
[权利要求 34]
根据权利要求33所述的雷达,其特征在于,所述天线和所述配重件均为片状结构,所述天线所在平面、所述主控板所在平面和所述配重件所在平面相互平行; 所述主控板所在平面垂直连接与所述基座上。
[权利要求 35]
根据权利要求34所述的雷达,其特征在于,所述天线组件还包括设于主控板两侧的天线支架; 所述天线安装于其中一个天线支架远离所述主控板的一侧,所述配重件安装于另外一个天线支架远离所述主控板的一侧。
[权利要求 36]
根据权利要求35所述的雷达,其特征在于,所述天线支架也为片状结构,并且所述天线支架所在平面与所述主控板所在平面相互平行。
[权利要求 37]
根据权利要求34所述的雷达,其特征在于,所述天线组件还包括包角部,所述天线的角部、所述主控板的角部和所述配重件的角部均装配在所述包角部上。
[权利要求 38]
根据权利要求34所述的雷达,其特征在于,所述基座上设有安装部,所述主控板的底部和所述天线支架的底部均设有连接部,所述连接部装配在所述安装部上。
[权利要求 39]
根据权利要求33所述的雷达,其特征在于,所述基座上设有光栅开关,所述光栅开关跟随所述基座同步旋转,所述光栅开关与所述主控板电连接; 所述底座上设有用以与所述光栅开关配合的码盘。
[权利要求 40]
根据权利要求12所述的雷达,其特征在于,所述雷达还包括后盖,所述后盖设有一容纳空间,所述底座远离所述天线组件的一端收容在所述容纳空间中。
[权利要求 41]
一种可移动设备,其特征在于,所述可移动设备包括壳体、控制系统和设于所述壳体上的雷达,所述雷达包括: 底座; 天线组件,设于所述底座的上方,所述天线组件相对于所述底座绕一转轴可旋转,并且所述天线组件与所述控制系统通信连接,以将检测到的障碍物信息发送至所述控制系统; 驱动机构,设于所述底座上,所述驱动机构的转动部件固定连接所述天线组件,以驱动所述天线组件绕所述转轴转动;以及 天线罩,所述天线罩与所述底座配合,将所述天线组件盖设在所述底座上,所述天线罩包括罩体,所述罩体内部设有用于收容天线组件的收容空间; 所述罩体的底面设有用于供天线组件穿设而进入所述收容空间的开口部; 所述罩体侧壁的厚度为所述天线组件辐射电磁波的半波长, 其中,所述罩体由聚酰胺和玻璃纤维混合的材料制成。
[权利要求 42]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的侧壁的厚度大致为3.6±0.5mm。
[权利要求 43]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述天线组件辐射电磁波的频率为24-24.25GHz;或者, 所述天线组件辐射电磁波的频率为76-81GHz。
[权利要求 44]
根据权利要求41至43任一项所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体由70%的聚酰胺组分和30%的玻璃纤维组分混合制成。
[权利要求 45]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体为圆台形。
[权利要求 46]
根据权利要求45所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的侧壁的外周面与所述罩体的底面之间的夹角为92°。
[权利要求 47]
根据权利要求46所述的可移动设备,其特征在于,所述开口部的直径为110±5mm。
[权利要求 48]
根据权利要求45所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的顶部的直径为90±5mm。
[权利要求 49]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的侧壁和所述罩体的顶部之间设有倒角部。
[权利要求 50]
根据权利要求49所述的可移动设备,其特征在于,所述倒角部的半径为10±5mm。
[权利要求 51]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的内侧壁还设有固定部,所述固定部用于固定连接在所述底座上。
[权利要求 52]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述罩体的侧壁的中轴线与所述转轴重合。
[权利要求 53]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述驱动机构为电机,所述转动部件为所述电机的驱动轴,所述驱动轴沿所述转轴的延伸方向设置。
[权利要求 54]
根据权利要求53所述的可移动设备,其特征在于,所述雷达还包括收容在所 述驱动轴内的电滑环,所述天线组件通过所述电滑环电连接外部电源或外部设备。
[权利要求 55]
根据权利要求54所述的可移动设备,其特征在于,所述电滑环包括与驱动轴固定连接的外壳、设于所述外壳内并与所述外壳转动电连接的芯部、与所述外壳连接的第一连接线和与所述芯部连接的第二连接线; 所述第一连接线至少一部分为电源线,所述第二连接线的至少一部分也为电源线,所述第一连接线连接至所述天线组件,所述第二连接线连接至所述外部电源。
[权利要求 56]
根据权利要求55所述的可移动设备,其特征在于,所述第一连接线另一部分为信号线,所述第二连接线的另一部分也为信号线,所述第一连接线连接至所述天线组件,所述第二连接线连接至外部设备。
[权利要求 57]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述驱动机构为外转子电机,所述转动部件为所述电机的转子壳,所述转子壳带动所述天线组件一起旋转。
[权利要求 58]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述雷达还包括无线供电模块,所述无线供电模块包括设于所述底座上的用以与外部电源电连接的电量发射模块和设于所述天线组件上的电量接收模块; 所述电量发射模块和所述电量接收模块无线配合,以对所述天线组件供电。
[权利要求 59]
根据权利要求58所述的可移动设备,其特征在于,所述电量发射模块包括发射线圈,所述电量接收模块包括接收线圈,所述发射线圈与所述外部电源电连接,所述接收线圈与所述天线组件电连接。
[权利要求 60]
根据权利要求59所述的可移动设备,其特征在于,所述底座上还设有无线通信模块,所述天线组件通过设于所述底座上的无线通信模块与外部设备通信连接; 其中,所述无线通信模块与所述天线组件基于无线通信方式通信连接,并且所述无线通信模块与外部设备基于无线通信方式通信连接,以基于无线通信方式将所述天线组件检测到的障碍物信息发送至所述外部设备。
[权利要求 61]
根据权利要求41或52所述的可移动设备,其特征在于,所述雷达还包括: 配重件,设于所述天线组件上,以使所述天线组件的重心靠近所述转轴, 其中,所述驱动机构的转动部件驱动所述天线组件旋转时,所述配重件随所述天线组件一起旋转,使得所述天线组件稳定地绕所述转轴旋转。
[权利要求 62]
根据权利要求61所述的可移动设备,其特征在于,所述天线组件包括基座、安装在所述基座上的主控板和与所述主控板电连接的天线; 所述转动部件与所述基座相连接,所述天线安装于所述主控板的一侧,所述配重件安装于所述主控板的另一侧。
[权利要求 63]
根据权利要求62所述的可移动设备,其特征在于,所述天线和所述配重件均为片状结构,所述天线所在平面、所述主控板所在平面和所述配重件所在平面相互平行; 所述主控板所在平面垂直连接与所述基座上。
[权利要求 64]
根据权利要求63所述的可移动设备,其特征在于,所述天线组件还包括设于 主控板两侧的天线支架; 所述天线安装于其中一个天线支架远离所述主控板的一侧,所述配重件安装于另外一个天线支架远离所述主控板的一侧。
[权利要求 65]
根据权利要求64所述的可移动设备,其特征在于,所述天线支架也为片状结构,并且所述天线支架所在平面与所述主控板所在平面相互平行。
[权利要求 66]
根据权利要求63所述的可移动设备,其特征在于,所述天线组件还包括包角部,所述天线的角部、所述主控板的角部和所述配重件的角部均装配在所述包角部上。
[权利要求 67]
根据权利要求63所述的可移动设备,其特征在于,所述基座上设有安装部,所述主控板的底部和所述天线支架的底部均设有连接部,所述连接部装配在所述安装部上。
[权利要求 68]
根据权利要求62所述的可移动设备,其特征在于,所述基座上设有光栅开关,所述光栅开关跟随所述基座同步旋转,所述光栅开关与所述主控板电连接; 所述底座上设有用以与所述光栅开关配合的码盘。
[权利要求 69]
根据权利要求41所述的可移动设备,其特征在于,所述雷达还包括后盖,所述后盖设有一容纳空间,所述底座远离所述天线组件的一端收容在所述容纳空间中。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]  
[ 图 10]