【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对雷达系统进行自校准的方法，该雷达系统具有至少两个天线组。所述天线组配属有至少一个发送通道和接收通道。
技术介绍
1、雷达系统用于测量对象的间距、相对速度以及方位角和仰角。通常，使用天线组(也被称为天线阵列)来进行角度估计，所述天线组不仅可以用于发送、还可以用于接收。通过数字射束成形(英：digital beamforming)，检测由远场中的目标产生的经反射的平面波的入射角度。为了进行射束成形，跨越多个接收通道地对经反射的波的相位差进行分析处理。可以通过变换如此处理天线组的接收信号，就好像它们是由虚拟接收器测量的一样。常规地，该分析处理通过先前存储的控制矢量实现，所述控制矢量应用在不同的方法中。例如，在巴特利特射束成形器(bartlett-strahlformer)中，将用于不同的入射角度的预期差分相位存储在控制矢量中，然后将这些预期差分相位关联。替代地，可以执行基于模型的估计，所述基于模型的估计同样基于控制矢量。
2、常规地，针对每个单个传感器，在一次性生产线末端校准(end-of-line-kalibrierung)中，通过角度测量控制矢量(一个或者多个角剖面)，然后将所述控制矢量保存在非易失性存储器中。由此考虑相位误差(相位偏移)，该相位误差可以通过不同的效应产生，例如天线或者输入线路的生产公差或者电磁波与罩、壳体或者电路板的相互作用。
3、此外，天线组能够将环境划分为角度单元并且彼此单独地检测这些角度单元。由此，如下目标可以通过角度位置彼此分开：所述目标的距离和径向速度相同
4、对于车辆自动化中的特定的功能，不仅在准确性方面、还在可分开性方面，需要更好的角度测量。为了实现这一点，使用具有大孔径的天线组。为了操控相应的收发器，典型地，将这些收发器分组和级联，由此产生收发器层级结构(transceiver-hierarchie)。优选地，为了对经反射的波的入射角执行相干测量，所有收发器与参考振荡器连接。典型地，为此使用高频线路，所述高频线路将参考振荡器的信号分配给收发器。然而，孔径越大，高频线路就越长。
5、如今，在车辆领域中，通常将贴片天线用作雷达天线。将贴片天线施加到电路板的表面上并且借助带状线路给所述贴片天线供电。因此，电路板的尺寸与孔径的尺寸成比例地增加。因此，在大的电路板的情况下，在电路板上的不均匀的温度分布的概率也升高，该不均匀的温度分布通过内部的和/或外部的影响因素产生。作为用于内部的影响因素的例子，应提到不同构件组的强烈升温。用于外部的影响因素的例子是，电路板的部分遮光和由于相邻结构组和/或由于空气流动造成的升温。
6、不均匀的温度分布以及构件的老化和其他因素影响雷达系统的测量，其方式是，它们改变事先经校准的相位误差。如果仍然借助开始时存储的控制矢量执行角度估计，则角度估计的工作能力降低。尤其是，在角度谱中，旁波束增加，而主波束被减弱和拓宽并且主波束的位置发生改变(英：beam-pointing error，波束指向误差)。因此，角度估计的动态范围、准确性和可分开性被减小。
7、由m.harter等人的文章“数字波束成形雷达系统的误差分析和自校准(erroranalysis and self-calibration of a digital beamforming radar system)”(2015ieee mtt-s international conference on microwaves for intelligentmobility(icmim)，2015，第1-4页)已知一种对雷达系统的自校准。其中假设，在天线上的、经反射的波的波前是平坦的。只有当目标位于远场中时，才充分满足该假设。典型地，用于远场的极限借助公式1通过孔径长度d和波长λ限定：
8、
9、在目标位于远场中的假设下，从在接收天线组的天线元件上的接收到的相位中执行一维线性回归，并且因此估计波前的最可能的走向。然后，由此计算需要被校正的相位误差。从目标中估计的相位误差适用于相应的目标角度，而不限制一般性。在此，雷达系统是否具有罩或者例如是否布置在保险杠的后方，是无关紧要的。
10、用于根据上述文章的自校准的另外的前提条件是，天线元件沿着一个维度等距地布置。其中存在下述布置：为了校准方位角控制矢量，天线元件水平地布置，为了校准仰角控制矢量，天线元件竖直地布置。
11、一般来说，自校准可以用于不同的调制方法。目前，典型的发送频率为24ghz或者77ghz，并且能够最大占用的带宽小于4ghz、尤其是为大约0.5ghz。
12、典型地，在车辆领域中的目前的雷达系统使用具有快速斜坡(快速线性调频调制)的fmcw调制(频率调制连续波雷达)，在该fmcw调制中，依次地发出相同斜率的多个线性频率斜坡。瞬时发送信号与接收信号的混合产生低频信号，该低频信号的频率(被称为拍频)与间距成比例。通常，如此设计该系统，使得拍频的通过多普勒频率引起的分量能够被忽略。从拍频中获得的间距信息在很大程度上是明确唯一的，接下来，可以通过观察复间距信号的相位的跨越斜坡的时间发展确定多普勒偏移。间距确定和速度确定通常借助二维傅立叶变换彼此独立地发生。上述角度估计位于间距估计和速度估计的下游。
技术实现思路
1、提出一种用于对雷达系统进行自校准的方法，该雷达系统具有至少两个天线组，所述至少两个天线组配属有至少一个发送通道和接收通道。天线组的几何形状，即发送和接收天线的位置，是已知的。此外，收发器的收发器层级结构是已知的，该收发器层级结构用于形成天线组，所述天线组的元件经历相同类型的相位误差。这些数据是雷达系统的规格的一部分。
2、开始时，通过雷达系统测量多个目标。为此，发送天线组在目标的方向上发出电磁波。然后，由目标反射的电磁波被接收天线组接收，并且借助数字射束成形被分析处理。该测量以按照角度分辨的方式进行，其中，通过天线组将环境划分为角度单元。
3、对于每个天线组，处理距离信息和多普勒信息(也被称为距离多普勒处理)。优选地，该处理通过二维快速傅立叶变换实现，但是也可以通过其他本身已知的算法实现。接下来，在角度单元中执行对目标的探测。为此，优选地，执行下述步骤：对于每个角度单元，求取能量。此外，估计用于这样的角度单元的所估计的噪声能量的阈值。将所求取的能量与用于噪声能量的阈值进行比较，并且因此在每个单元中将所求取的能量相对于所估计的噪声能量进行判别。如果多个相邻的角度单元大于用于所估计的噪声能量的阈值，则针对发送器和接收器的每个组合确定所测量的复数据的局部最大值。通过上述步骤获得反射列表，在所述反射列表中，针对每个目标存储在相应的虚拟通道上所测量的距离、相对速度和复幅度。
4、针对相应的通道，首先补偿幅度差异。优选地，为此执行下述步骤。计算所有信号幅度的平均接收功率，其中，尤其使用公式2：
5、
6、是幅度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于对雷达系统(RS)进行自校准的方法，所述雷达系统具有至少两个天线组，所述至少两个天线组配属有至少一个发送通道和接收通道，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述组内相位校正值(Kintra)时，如果不存在相位误差的角度相关性，则针对每个通道对所有目标的测量值求平均(24)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述组内相位校正值(Kintra)时，如果所述相位误差与角度有关，则每个角度通过自己的目标被校准(22)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对如下中间角度进行插值(23)：对于所述中间角度而言，不存在自己的目标。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过快速傅立叶变换实现对所述距离信息和多普勒信息(11)的处理。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过下述步骤实现对所述目标的探测(12)：
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过下述步骤实现对所述幅度差异的补偿(20)：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于对雷达系统(rs)进行自校准的方法，所述雷达系统具有至少两个天线组，所述至少两个天线组配属有至少一个发送通道和接收通道，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述组内相位校正值(kintra)时，如果不存在相位误差的角度相关性，则针对每个通道对所有目标的测量值求平均(24)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述组内相位校正值(kintra)时，如果所述相位误差与角度有关，则每个角度通过自己的目标被校准(22)。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈施，M·芬克，J·芬克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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