[发明专利]角度分辨的雷达传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其用于机动车的角度分辨的雷达传感器，所述雷达传感器具有天线和分析处理装置，所述天线具有多个天线元件，所述多个天线元件可分别连接到多个分析处理通道中的一个上，所述分析处理装置用于根据在分析处理通道中测量的振幅来确定所接收的信号的入射角。

背景技术

在机动车中使用雷达传感器例如用于测量在自身车辆的前方区域中定位的车辆或者其他对象的间距、相对速度和方位角。具有以平面结构方式的组合天线的雷达传感器在这些应用中具有以下优点：所述雷达传感器仅仅需要较小的结构空间。组合天线的各个天线元件然后彼此间隔开地设置在水平线上，从而所定位的对象的不同方位角导致雷达信号从对象直至相应的天线元件所经过的传输长度方面的不同的差。所述传输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被分析处理的信号的相位方面的相应的差。通过在不同通道中接收的（复数的）振幅与天线图中的相应的振幅的比较则能够确定雷达信号的入射角并且因此确定所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。（在平面的组合天线的情形中，孔径说明组合天线在有关雷达射束的波长λ的角度测量（水平）的方向上的总延展）。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的整数倍的传输长度差得到所接收的信号之间的相同的相位关系。例如能够通过ULA结构（Uniform Linear Array：均匀线性阵列）实现单值的角度测量，在所述ULA结构中天线元件以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多并且因此所需的分析处理通道的数量也增多，从而相应地产生较高的硬件成本。

发明内容

本发明的任务是：实现一种雷达传感器，其能够借助给定数量的分析处理通道实现具有更高角度分辨率的单值的角度测量。

所述任务通过以下方式解决：天线元件的数量大于分析处理通道的数量，并且开关装置设置用于使分析处理通道交替地与天线元件的不同选择连接。

以下天线元件的选择以下称作“阵列”：在所述选择中每一个单个元件与接收通道中的一个连接。借助开关装置例如能够在具有大孔径的阵列和具有较小孔径的阵列之间切换。具有大孔径的阵列提供具有高角度分辨率的多值的角度信息。具有较小孔径的阵列和相邻天线元件之间的相应较小间距的阵列则可以用于消除多值性。同样也能够实现以规律的次序在三个或更多个不同阵列之间切换。在此，所述阵列不必具有不同的孔径。例如也能够选择具有相同孔径的不同阵列，其中如此选择各个天线元件之间的间距，使得对于不同阵列得到的相位关系仅仅对于一个唯一的入射角是一致的并且因此多值性被消除。

在从属权利要求中说明本发明的有利构型。

附图说明

以下借助附图进一步阐述实施例。附图示出：

图1：根据本发明的雷达传感器的框图；

图2：用于阐述根据图1的雷达传感器的功能方式的示图。

具体实施方式

在图1中示出的雷达传感器具有平面的组合天线10，其在所示的示例中通过十一个水平并排布置的天线元件12构成。每一个天线元件12包括多个布置成垂直列的、串联馈给的贴片14，其共同影响垂直方向（俯仰）上的波束成形。

在传统的雷达传感器中，每一个单个天线元件分配有一个单独的分析处理通道，而在此描述的雷达传感器总共具有仅仅四个分析处理通道16用于分析处理总共十一个天线元件12的信号。开关装置18通过四个电子开关20构成，所述电子开关分别分配给分析处理通道16中的一个并且分别具有四个不同的开关位置。在每一个开关位置中，分析处理通道16与天线元件12中的一个连接。因此，对于四个开关20的开关位置的每一个组合得到四个天线元件的另一种选择，所述天线元件的信号在所述四个分析处理通道16中被分析处理。天线元件的这些不同的选择以下应称作“阵列”。

在此作为示例描述的雷达传感器是具有双基地天线系统的FMCW雷达传感器（Frequency Modulated Continuous Wave：调频连续波）。相应地，除用作接收天线的组合天线10以外设有发射天线22，所述发射天线发射由本地振荡器24产生的雷达信号。然后，由组合天线10的每一个天线元件12接收由对象反射的雷达回波。每一个分析处理通道16包含一个混频器26，所述混频器将由所连接的天线元件12接收的信号与由本地振荡器24产生的信号的一个分量下混频至中频信号ZF，所述中频信号然后在分析处理装置28中被进一步分析处理。