角度分辨的雷达传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种角度分辨的雷达传感器，其具有多个天线元件(10、12、14、16)和一个控制与分析处理装置(30)，所述多个天线元件在所述雷达传感器是角度分辨的方向上设置在不同的位置上，所述控制与分析处理装置设计用于以下运行方式：在所述运行方式中所述天线元件(10-16)中的多个天线元件发送信号，所述信号分别由所述天线元件中的多个天线元件接收，并且定位的对象的角度(θ)根据相应于进行发送的天线元件和进行接收的天线元件的不同配置的信号之间的振幅和/或相位关系确定，其特征在于，所述控制与分析处理装置(30)构造用于向所述进行发送的天线元件(10-16)中的多个天线元件同时通过以下方式馈给频率相同的信号，使得所述信号的共同的相位中心位于两个相邻的天线元件的位置之间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种角度分辨的雷达传感器，其具有多个天线元件(10、12、14、16)和一个控制与分析处理装置(30)，所述多个天线元件在所述雷达传感器是角度分辨的方向上设置在不同的位置上，所述控制与分析处理装置设计用于以下运行方式：在所述运行方式中所述天线元件(10-16)中的多个天线元件发送信号，所述信号分别由所述天线元件中的多个天线元件接收，并且定位的对象的角度(θ)根据相应于进行发送的天线元件和进行接收的天线元件的不同配置的信号之间的振幅和/或相位关系确定，其特征在于，所述控制与分析处理装置(30)构造用于向所述进行发送的天线元件(10-16)中的多个天线元件同时通过以下方式馈给频率相同的信号，使得所述信号的共同的相位中心位于两个相邻的天线元件的位置之间。【专利说明】角度分辨的雷达传感器
本专利技术涉及一种角度分辨（winkelaufUisend)的雷达传感器，尤其用于机动车， 其具有多个天线元件和一个控制与分析处理装置，所述多个天线元件在雷达传感器是角度 分辨的方向上设置在不同的位置中，所述控制与分析处理装置设计用于以下运行方式：在 所述运行方式中所述天线元件中的多个天线元件发送信号，所述信号分别由所述天线元件 中的多个天线元件接收，并且根据相应于进行发送的天线元件和进行接收的天线元件的不 同配置的信号之间的振幅关系和/或相位关系确定定位的对象的角度。
技术介绍
雷达传感器在机动车中例如用于测量在自身车辆的前方区域中定位的车辆或其 他对象的间距、相对速度和方位角。各个天线元件则例如彼此间隔开地设置在一个水平线 上，从而定位的对象的不同方位角导致雷达信号从对象返回至相应的天线元件的传播长度 方面的差。所述传播长度差导致由天线元件接收并且在所属的分析处理通道中分析处理的 信号的相位方面的相应的差。通过在不同信道中接收的（复数）振幅与天线图中的相应振 幅的均衡，则能够确定雷达信号的入射角并且因此能够确定定位的对象的方位角。 为了实现高角度分辨率，天线的孔径应尽可能大。然而，当相邻天线元件之间的间 距过大时，在角度测量中可能出现多值性，因为对于相差波长λ的整数倍的传播长度差在 所接收的信号之间得到相同的相位关系。单值的角度测量例如可以借助ULA结构（Uniform Linear Array:均匀线性阵列）实现，其中天线元件以λ/2的间距设置。然而，在这种情形 中，随着孔径的增大天线元件的数量也增大并且所需的分析处理通道的数量也增大，从而 产生相应较高的硬件成本。 在 ΜΙΜΟ 雷达（Multiple Input/Multiple Output :多输入 / 多输出）中通过以 下方式实现更大的角度分辨率能力：不仅以多个进行接收的天线元件工作而且以多个进行 发送的天线元件工作，其中分析处理进行发送的天线元件和进行接收的天线元件的不同组 合，例如在时分复用中或可选择地也在频分复用中或码分复用中。进行发送的天线元件的 变化的位置则导致附加的相位差并且因此导致等价于以具有单个的、进行发送的天线元件 和附加的（虚拟的）、进行接收的天线元件的配置获得的信号的信号。以这种方式虚拟地增 大孔径并且因此改善角度分辨。 在尽可能高的角度分辨率方面有利的是，虚拟的天线阵列是如此稀疏的，使得各 个天线元件彼此具有相对较大的间距。然而，在这种情况下不再满足单值性，从而尤其在雷 达回波受干扰的情况下发生多值性并且因此发生"跳跃的"角度测量，也就是说，在较长的 时间区间上跟踪雷达目标时，偶尔发生所测量的方位角的跳跃式变化。
技术实现思路
本专利技术的任务是实现一种ΜΜ0雷达，其在高分辨能力的情况下允许角度测量的 改进的单值性。 所述任务通过以下方式解决：控制与分析处理装置构造用于向进行发送的天线元 件中的多个天线元件同时通过以下方式馈给频率相同的信号：这些信号的共同的相位中心 位于两个相邻的天线元件的位置之间。 当向两个天线元件馈给频率相同的信号时，由所述两个天线元件发射的雷达波叠 加成具有改变的相位位置的信号。所述信号等价于从位于所述两个天线元件之间的一个点 发射的信号。所述点形成所述两个信号的相位中心。因为根据本专利技术所述相位中心位于 不存在任何真实天线元件的位置处，所以通过共同激励两个或更多个天线元件获得附加的 (虚拟的）、进行发送的天线元件，其可以与真实的、进行接收的天线元件进行组合并且因 此可以导致虚拟的天线阵列的填充。通过这种方式，接近ULA结构的配置并且多值性的可 能性减小。 此外，联接两个或更多个天线元件具有以下优点：实现更高的发送功率并且因此 改进雷达传感器的有效距离。 本专利技术的有利的构型和扩展方案在从属权利要求中说明。 在一种有利的实施方式中，真实的天线元件以不均匀的间距设置，使得天线配置 具有尽可能小的对称性，这有助于多值性的进一步抑制。此外由此能够避免通过不同的发 送元件和接收元件的组合产生的虚拟的天线位置局部重合。 在一种有利的实施方式中，雷达传感器构造为单站式雷达传感器，也就是说，每一 个天线元件既可以用作进行发送的元件也可以用作进行接收的元件。 当向两个或更多个天线元件馈给频率相同的信号时，向两个或更多个元件提供信 号的相位和振幅不一定是相符的。由此，根据本专利技术的一种扩展方案产生波束成形的可能 性。 【专利附图】【附图说明】 下面根据附图详细说明本专利技术的实施例。 附图示出： 图1 :根据本专利技术的雷达传感器的框图； 图2 :用于说明根据图1的雷达传感器的功能方式的简图； 图3 :根据本专利技术的另一实施例的雷达传感器的框图。 【具体实施方式】 在图1中示出的雷达传感器具有四个天线元件1〇、12、14、16，它们共同形成一个 平面阵列天线18。雷达传感器如此安装在机动车中，使得天线元件10-16并排位于相同的 高度上，使得雷达传感器的角度分辨能力在水平上（在方位方面）实现。在图1中象征性 地示出了雷达射束，其由天线元件在方位角Θ下接收。 用于控制天线元件的高频部分20例如通过MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit:单片微波集成电路）构成并且包括开关网络22,通过所述开关网络 22各个天线元件可选择性地与一个本地振荡器24连接，所述本地振荡器产生待发送的雷 达信号。由天线元件10-16接收的雷达回波分别借助循环器26解耦合并且提供给混合器 28,在那里所述雷达回波与由振荡器24提供的发送信号混频。以这种方式，对于天线元件 中的每一个得到一个中间频率信号Zi、Z2、Z3、Z4，其被提供给电子控制与分析处理单元30。 控制与分析处理单元30包括控制部分32,其控制振荡器24的和开关网络32的功 能。在所不不例中，雷达传感器涉及FMCW雷达（Frequency Modulated Continuous Wave : 调频连续波），也就是说，由振荡器24提供的发送信号的频率被周期地以上升频率斜坡和/ 或下降频率斜坡的序列的形式调制。 此外，控制与分析处理装置30包括分析处理部分，其具有四通道的模拟/数字变 换器34,所述模拟/数字变换器将从四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度分辨的雷达传感器，其具有多个天线元件(10、12、14、16)和一个控制与分析处理装置(30)，所述多个天线元件在所述雷达传感器是角度分辨的方向上设置在不同的位置上，所述控制与分析处理装置设计用于以下运行方式：在所述运行方式中所述天线元件(10‑16)中的多个天线元件发送信号，所述信号分别由所述天线元件中的多个天线元件接收，并且定位的对象的角度(θ)根据相应于进行发送的天线元件和进行接收的天线元件的不同配置的信号之间的振幅和/或相位关系确定，其特征在于，所述控制与分析处理装置(30)构造用于向所述进行发送的天线元件(10‑16)中的多个天线元件同时通过以下方式馈给频率相同的信号(f1‑f4)，使得所述信号的共同的相位中心位于两个相邻的天线元件的位置之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·朔尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE