【技术实现步骤摘要】
本申请涉及天线，尤其涉及一种天线、雷达系统及车辆。
技术介绍
1、mimo雷达(multiple-input multiple-output radar)是一种利用多个发射和接收天线来提高雷达性能的雷达系统。传统mimo雷达天线布局受到半波长的限制，使得天线的孔径也会受到限制。且较小的阵元间距还会导致较强的天线单元之间发生互耦效应。另外，传统波达方向估计(doa)算法可识别的目标数也会受限于物理阵列中的天线阵元数目，影响了自由度，且当识别的目标数超过天线阵元数时，很多doa算法将会失效。
2、针对上述半波长限制与物理阵元的数目限制所产生的问题，对mimo阵列进行稀疏阵的布局，从而使得阵元间距突破半波长的限制，并在相同天线数目下较大扩展了天线孔径，大大减弱了天线单元之间的互耦效应，还能获得很好的波达方向(doa)估计性能，又能保证可识别目标数的增加。
3、然而，目前的mimo雷达阵元位置由于设计不够优化，其所对应的虚拟阵元数量较少，使得采用稀疏阵的物理阵元所对应的等效虚拟阵元间存在孔洞，孔洞对自由度、角度分辨率能力等等均带来了一定影响。因此，如何在有限的阵元数量的基础上，构造出无孔洞的高增益等效均匀虚拟面阵，提高mimo雷达的自由度、角度分辨率等，已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请提供了一种天线、雷达系统及车辆，旨在有效解决上述在阵元数量有限的情况下，构造出无孔洞的高增益等效均匀虚拟面阵的技术问题。
2、根据本申请的第一方面，本申请提
3、发射天线阵列，用于发射雷达信号；
4、接收天线阵列，用于接收所述雷达信号经目标反射后的回波信号；
5、其中，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列用于形成虚拟平面阵列，在第一方向上，所述虚拟平面阵列的虚拟阵元之间以第一阵元间距均匀分布，在第二方向上，所述虚拟平面阵列的虚拟阵元之间以第二阵元间距均匀分布，所述第一方向和所述第二方向垂直；
6、所述发射天线阵列中的发射阵元的位置与所述第一阵元间距相关；
7、所述接收天线阵列中的接收阵元的位置与所述第二阵元间距相关。
8、进一步地，所述发射天线阵列包括多个发射子阵，所述发射子阵为互质阵列且包括沿着第一方向排布的多个发射阵元，所述发射子阵所形成的虚拟阵元以第一阵元间距均匀分布。
9、进一步地，所述第一阵元间距的取值范围是由第一方向上视场角范围与角度模糊值的范围所确定的第一范围。
10、进一步地，所述第一阵元间距为所述第一范围中的最大值。
11、进一步地，所述多个发射子阵为位置相同的子阵列，所述发射子阵中发射阵元的位置根据第一互质子阵、第二互质子阵、第三子阵中发射阵元的位置之间的交集所确定；
12、所述第一互质子阵中发射阵元的阵元间距为m*d，所述第二互质子阵中发射阵元的阵元间距为n*d，m和n为互质数，d为单位间距，m+n-1的数值与所述发射子阵的发射阵元数量相等；
13、所述第三子阵中发射阵元的位置用于填充所述第一互质子阵与所述第二互质子阵中的孔洞。
14、进一步地，所述发射子阵中发射阵元的位置是按照预设倍数对所述交集中发射阵元的位置进行调整后获得的；
15、其中，所述预设倍数根据所述第一阵元间距和单位间距之间的比值确定。
16、进一步地，所述发射阵元中第一方向上的坐标是根据所述虚拟平面阵列的孔洞位置对所述发射子阵中的发射阵元进行位置平移后获得。
17、进一步地，所述接收天线阵列包括多个接收子阵，所述接收子阵为最小冗余阵列且包括沿着第二方向排布的多个接收阵元，所述接收子阵所形成的虚拟阵元以第二阵元间距均匀分布。
18、进一步地，所述接收子阵中接收阵元的位置是在所述第二阵元间距的基础上根据最小冗余阵列的特性所确定的。
19、进一步地，所述接收阵元在第二方向上的坐标是根据所述虚拟平面阵列的孔洞位置对所述接收子阵中接收阵元进行位置平移后获得。
20、进一步地，所述多个接收子阵与所述多个发射子阵构成口字型。
21、进一步地，所述接收子阵和所述发射子阵的数量均为2个。
22、进一步地，所述虚拟平面阵列是和-差共阵虚拟阵列。
23、进一步地，所述发射阵元的总数量为12，所述接收阵元的总数量为16。
24、进一步地，所述第一阵元间距为全波长，所述第二阵元间距为半波长。
25、根据本申请的第二方面，本申请还提供一种雷达系统，包括：如上述的天线，和处理单元；
26、所述处理单元，用于根据回波信号确定所述目标的角度信息。
27、根据本申请的第二方面，本申请还提供一种车辆，包括如上述的天线，和/或，如上述的雷达系统。
28、通过本申请中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：在不增加硬件成本以及布局复杂度的基础上(也就是在天线数目有限的情况下)，通过发射天线阵列和接收天线阵列构造获得无孔洞的高增益等效均匀虚拟平面阵列，从而进一步提升角度分辨率、自由度等mimo雷达的性能。
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1.一种天线，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述发射天线阵列包括多个发射子阵，所述发射子阵为互质阵列且包括沿着第一方向排布的多个发射阵元，所述发射子阵所形成的虚拟阵元以第一阵元间距均匀分布。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一阵元间距的取值范围是由第一方向上视场角范围与角度模糊值的范围所确定的第一范围。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一阵元间距为所述第一范围中的最大值。
5.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述多个发射子阵为位置相同的子阵列，所述发射子阵中发射阵元的位置根据第一互质子阵、第二互质子阵、第三子阵中发射阵元的位置之间的交集所确定；
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述发射子阵中发射阵元的位置是按照预设倍数对所述交集中发射阵元的位置进行调整后获得的；
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述发射阵元中第一方向上的坐标是根据所述虚拟平面阵列的孔洞位置对所述发射子阵中的发射阵元进行位置平移后获得。
8.如权利要求2所
9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述接收子阵中接收阵元的位置是在所述第二阵元间距的基础上根据最小冗余阵列的特性所确定的。
10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述接收阵元在第二方向上的坐标是根据所述虚拟平面阵列的孔洞位置对所述接收子阵中接收阵元进行位置平移后获得。
11.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述多个接收子阵与所述多个发射子阵构成口字型。
12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所述接收子阵和所述发射子阵的数量均为2个。
13.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述虚拟平面阵列是和-差共阵虚拟阵列。
14.如权利要求1至13中任一项所述的天线，其特征在于，所述发射阵元的总数量为12，所述接收阵元的总数量为16。
15.如权利要求14所述的天线，其特征在于，所述第一阵元间距为全波长，所述第二阵元间距为半波长。
16.一种雷达系统，其特征在于，包括：如权利要求1至15中任一项所述的天线，和处理单元；
17.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的天线，和/或，如权利要求16所述的雷达系统。
...【技术特征摘要】
1.一种天线，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述发射天线阵列包括多个发射子阵，所述发射子阵为互质阵列且包括沿着第一方向排布的多个发射阵元，所述发射子阵所形成的虚拟阵元以第一阵元间距均匀分布。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一阵元间距的取值范围是由第一方向上视场角范围与角度模糊值的范围所确定的第一范围。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一阵元间距为所述第一范围中的最大值。
5.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述多个发射子阵为位置相同的子阵列，所述发射子阵中发射阵元的位置根据第一互质子阵、第二互质子阵、第三子阵中发射阵元的位置之间的交集所确定；
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述发射子阵中发射阵元的位置是按照预设倍数对所述交集中发射阵元的位置进行调整后获得的；
7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述发射阵元中第一方向上的坐标是根据所述虚拟平面阵列的孔洞位置对所述发射子阵中的发射阵元进行位置平移后获得。
8.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述接收天线阵列包括多个接收子阵，所述接收子阵为最小冗余阵列且包括沿着第二方向排布的多个接收阵元，...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏忠喜，贲博一，丁亚楠，曹成才，
申请(专利权)人：安波福电子苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：
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