[发明专利]一种基于有源相控阵收发组件的毫米波测距机系统及方法

权利要求书

1.一种基于有源相控阵收发组件的毫米波测距机系统，其特征在于，包括：毫米波发射及信号处理模块、合成网络控制模块、有源相控阵收发组件、电机驱动系统、显示模块和控制主机；所述毫米波发射及信号处理模块与所述合成网络控制模块双向通信连接，所述合成网络控制模块与所述有源相控阵收发组件双向通信连接，所述毫米波发射及信号处理模块的输出端与所述显示模块连接；另外，所述控制主机的一端与所述毫米波发射及信号处理模块双向通信连接，所述控制主机的另一端与所述电机驱动系统双向通信连接，所述电机驱动系统的输出端与所述有源相控阵收发组件连接；

其中，所述有源相控阵收发组件包括n个收发单元，分别记为：收发单元1、收发单元2…收发单元n；其中，n为自然数；

对于任意的收发单元i，i∈(1，2…n)，均包括：天线i、收发组件i和程控开关控制模块i；其中，收发组件i包括第i-1发射/接收模块和第i-2发射/接收模块；程控开关控制模块i的第一端通过第i-1发射/接收模块与天线i进行双向通信连接，程控开关控制模块i的第二端通过第i-2发射/接收模块与天线i进行双向通信连接，程控开关控制模块i的第三端与合成网络控制模块双向通信连接；

其中，所述有源相控阵收发组件所包括的各个收发单元具有不同的发射功率。

2.根据权利要求1所述的基于有源相控阵收发组件的毫米波测距机系统，其特征在于，所述电机驱动系统包括：电机、电流检测模块、转速检测模块、滞环电流控制器、三相整流电路、功率放大电路和DSP控制模块；

所述三相整流电路的输出端与所述功率放大电路的第一输入端连接，所述功率放大电路的输出端与所述电机的输入端连接；

所述转速检测模块的输入端与所述电机连接，所述转速检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接，所述DSP控制模块的输出端连接到所述滞环电流控制器的第一输入端；

所述电流检测模块的输入端与所述电机连接，所述电流检测模块的输出端连接到所述滞环电流控制器的第二输入端；

所述滞环电流控制器的输出端反馈连接到所述功率放大电路的第二输入端。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于有源相控阵收发组件的毫米波测距机系统，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块分别为所述毫米波发射及信号处理模块、所述合成网络控制模块、所述有源相控阵收发组件、所述电机驱动系统、所述显示模块和所述控制主机供电。

4.一种基于有源相控阵收发组件的毫米波测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，当需要搜索目标区域时，控制主机同时向毫米波发射及信号处理模块和电机驱动系统发送启动信号，同时，控制主机向毫米波发射及信号处理模块发送第一控制参数，向电机驱动系统发送第二控制参数；

S2，所述电机驱动系统根据所述第二控制参数控制有源相控阵收发组件旋转，进而实现对电机的稳态旋转控制；

所述毫米波发射及信号处理模块根据所述第一控制参数产生毫米波，并将产生的所述毫米波发送到合成网络控制模块；

S3，所述合成网络控制模块根据测距需要，计算出发射波的功率值，设该功率值为X；然后，基于功率X值确定需选取的收发单元个数，设为m；其中，m≤n；

然后，从n个收发单元中选取m个收发单元，该m个收发单元的发射功率和即为X，m个收发单元组成功率值为X的合成网络；

然后，合成网络控制模块将接收到的毫米波复用给合成网络中的m个收发单元，m个收发单元分别对毫米波进行功率放大处理，然后在空间叠加合成，即得到功率值为X的发射波，然后，向外发射该发射波；

S4，所发射的发射波遇物体后形成反射回波，所述反射回波通过有源相控阵收发组件被所述合成网络控制模块接收；

所述合成网络控制模块将接收到的反射回波传输给所述毫米波发射及信号处理模块；

S5，所述毫米波发射及信号处理模块对接收到的反射回波进行信号处理，得到本次探测到的检测目标的距离值；

S6，所述毫米波发射及信号处理模块将所述距离值显示到显示模块。

5.根据权利要求4所述的基于有源相控阵收发组件的毫米波测距方法，其特征在于，所述第一控制参数为毫米波发射及信号处理模块发射毫米波的发射频率值；所述第二控制参数为电机驱动系统的初始转速值。