[发明专利]电子扫描式雷达系统和接收天线

说明书

技术领域

本发明涉及电子扫描式雷达系统，更具体而言，涉及车载电子扫描式 雷达系统和用于该系统的接收天线。

背景技术

已开发了利用例如毫米波段的无线电波来测量例如与前方目标相关 联的距离、速度和方位的车载雷达，以便应用于车辆之间的车辆间控制或 碰撞的减轻。近来，需要雷达例如在低速通过曲线时跟踪从本车看去处在 斜前方的车辆，或者检测本车附近的障碍物。在这样的情况下，需要具有 方位检测性能以实现监视大的水平范围(大角度)的雷达。响应这一要求， 已逐渐采用了电子扫描式雷达系统，该系统利用了由多个天线单元构成的 阵列天线。

对于监视远方区域，重要的是雷达的方位分辨率。例如，为了分离并 检测在约100米前方沿两条车道并排行驶的两辆车，需要几度的方位分辨 率。一般而言，通过扩大阵列天线的孔径，可实现方位分辨率的提高。然 而，扩大阵列天线的孔径造成雷达尺寸增大的问题。

而且，在使用例如具有等间隔单元的阵列天线、通过数字波束形成 (DBF)来进行方位检测的情形下，依赖于用于接收的阵列天线之间的间 隔尺寸，可能造成栅瓣(grating lobe)。当接收信号的相位旋转2nπ时， 出现栅瓣。因此，避免可能造成栅瓣的方位的角度被确定为使得能够进行 检测的方位。

例如，如图1所示，可存在这种情形：通过借助于装载在车辆60上 的、具有等间隔单元的阵列天线进行数字波束形成(DBF)，来针对前行 物体或者说车辆61进行方位检测。在这种情形下，如图6所示，处在道 路两边的物体造成一些峰。具体而言，可造成与来自路边物体62的反射 即反射波S1对应的峰PK1，可造成与来自路边物体63的反射即反射波 S2对应的峰PK2，并可造成与来自车辆61的反射即反射波S3对应的峰 PK3。除了这些峰以外，还可造成栅瓣PKN1、PKN2和PKN3。

造成这些栅瓣PKN1、PKN2和PKN3的方位基本上与天线间隔的倒 数成比例。因而，当使用等间隔阵列天线进行DBF时，通过使天线间隔 减小(变窄)，可将栅瓣PKN1、PKN2和PKN3从监视范围(雷达的扫 描范围)内去除，从而扩大检测角度。

基于这一思想，可使用天线单元之间的间隔小且天线孔径大的等间隔 阵列天线来实现高分辨率的、能够覆盖大的水平范围的电子扫描式雷达。 然而，这样的阵列天线是不实际的，因为它涉及到因单元数量的增加而导 致的成本的增加或每天线单元增益的下降。

在这种情况下，提出了不扩大天线孔径的面积而在阵列天线的单元之 间设置不均等的间隔，使得可抑制栅瓣的出现并且可尽量防止单元数量的 增加或雷达尺寸的增大。

与构成这种不等间隔阵列天线的方法有关的技术记载于例如非专利 文献1中。该文献提出了这一方法：即，提供使得单元之间的间隔具有质 数比的构造，从而区分接收信号的相位，同时使用数字波束形成(DBF) 进行方位检测。

同时，为了提高方位分辨率，代替DBF，MUSIC等高分辨率方案作 为子间隔方法而为人所知。然而，当不等间隔阵列与MUSIC等称作子间 隔方法的高分辨率方案相结合使用时，已经知道，除了出现DBF的栅瓣 的方位以外，还在依赖于接收信号的入射方向和阵列天线单元之间的间隔 的方位处产生不希望的峰。

〔非专利文献1〕

论文标题：“A Study on an Arrangement Spaces for a Non-uniform  Array in Suppressing Grating Lobe”，Osamu MIZOKAMI等人，Institute  of Electronics，Information and Communication Engineers，2000年1月 第J83-B卷，1号，141-143页

发明内容

发明要解决的问题

然而，在公开于非专利文献1中的不等间隔阵列天线的单元的布置 中，未考虑到当使用高分辨率方案时造成有害影响的不希望的峰。因此， 在这种不等间隔阵列天线中，当使用高分辨率方案时不能实现检测角度的 扩大。

本发明的目的是提供一种具有不等间隔阵列的接收阵列天线，其能够 以高的方位分辨率提供大的检测角度。

解决问题的手段