[发明专利]具有天线孔径和二维波束转向的合成放大的成像雷达传感器

说明书

技术领域

本发明涉及提高成像雷达传感器在有限可用天线孔径的情况下的角度分辨率的方法以及方法用于二维波束转向的方法。

背景技术

例如用于汽车应用的毫米波雷达传感器应具有紧凑并低成本的结构类型。这意味着天线的可用面积要保持尽可能的小并且应最小化高频组件的数量。

另一方面传感器应具有高角度分辨率,然而高角度分辨率要求大天线面积（所谓的孔径）。

要求的这个矛盾通过下面发明有利地解决。从而雷达传感器的天线孔径可以在保持相同的角度分辨率的情况下快速减小两个因素。

其他的要求为机动车道上的拥堵的识别。在此将停顿的汽车与桥和井盖区分开。此外期望对象的三维测量用于对象分类。这个任务有利地通过水平和垂直波束转向解决。

根据Dr.Winfried Mayer的论文（题目为“Abbildender Radarsensor mit sendeseitig geschalteter Gruppenantenne”， Cuvillier出版社，哥廷根 2008， ISBN 978-3-86727-565-1）已知方法以及设备，其用数字波束形成的技术（其中使用了具有多个发送器和多个接收器的天线阵列）监视区域。

通过在时间上连续地使用发送器，天线开口角度可以变小，无需因此增加接收天线的物理大小。

在雷达传感器的情况下只要要探测的对象不运动该方法良好地工作,并且可探测多个位置相互靠近的对象。

对象运动通常导致成像错误,位置相互靠近的对象的回波重叠,从而可导致错误和不清晰的成像。

根据DE 10 2008 061 932 A1已知该方法,其中发送天线在到对象的视向上在接收天线后布置。对象运动可以甚至通过该布置修订,然而这种类型的天线布置对于天线的辐射特性不是有利地。

在DE 10 2008 052 246 A1中描述具有用于对象的垂直位置确定的可调整仰角波束方向的传感器系统。在此调节通过反射器的机械运动来实现。

在公开（/1/“N. Kees. E. Schmidhammer和J. Detlefsen“ Improvement of angular resolution of a millimeterwave imaging system by transmitter location multiplexing”in IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig.， Orlando， FL. May1995， vol.2， pp.969-972”）中描述用于产生合成天线孔径的方法，在其帮助下可以减少天线波束宽度并且因此可以改善角分辨率。

发明内容

本发明的任务在于,提供设备、方法以及雷达系统供使用,借助于它们避免上面描述的成像错误。此外本发明的任务在于提供设备和方法以供使用,用该设备和方法可以确定对象的垂直位置。

该任务使用独立权利要求的特征来解决。

提供用于确定对象，尤其是运动对象的位置的设备,其具有至少两个可切换发送天线群组。此外每个发送天线群组具有发送天线,该发送天线关于其主波束方向相互不同。接收天线布置包含多个接收天线,该接收天线并排布置成从左到右延伸的排列或者布置成并排从第一接收天线开始最终直到最后接收天线的排列。

发送天线群组如此布置,使得相同垂直波束方向的两个发送天线之间的间距等于左外或者第一接收天线与右外或者最后接收天线的间距或等于左外或者第一接收天线与右外或者最后接收天线的间距和两个相邻接收天线的间距的和。

此外间距分别与发送天线和接收天线的重心有关并且与从右到左延伸的方向或者从最后到第一延伸的方向有关。

发送天线群组的划分导致,如果它们时间延迟地激活,则可产生比真实孔径更大的所谓的合成孔径。例如在两个发送天线群组的情况下在合成孔径中接收器的数量大小是在真实孔径中的两倍。当然发送天线群组的间距在此必须小心地选择。利用多个发送天线群组因此可以将真实孔径,并且因此将总天线的面积,保持相对较小,其中通过合成孔径角度分辨率仍然较高。例如在汽车应用的情况下，较小的面积对于应用尤其重要,在该应用中可用的空间严重受限。不同的主波束方向实现垂直波束转向,这实现了可探测错误目标,如例如桥。

优选地至少外部接收天线分别具有至少三个平行伸展的天线行列。接收天线的天线行列的中间分别形成接收天线的相位中心并且间距分别与接收天线的相位中心的重心有关。用每外部或者最后接收天线的多个天线行列实现幅度分配。