[发明专利]用于估计到达角的设备以及用于波束成形的设备

说明书

用于估计到达角的设备以及用于波束成形的设备。本发明涉及诸如雷达这样的无线电波接收器中的用于估计接收信号的到达角的设备以及波束成形设备。更具体地，本发明涉及一种通过使用多接收阵列天线利用通过对针对每个接收角度的信号的幅值和相位的失真度进行计算而得到的参考值来精确地估计接收信号的到达角的设备或者用于执行接收信号的波束成形的设备。

技术领域

本发明涉及诸如雷达这样的无线电波接收器中的用于估计接收信号的到达角的设备以及波束成形设备。更具体地，本发明涉及一种通过使用多接收(multi-reception)阵列天线利用通过对针对每个接收角度的信号的幅值和相位的失真度进行计算而得到的参考值来精确地估计接收信号的到达角的设备或者用于执行接收信号的波束成形的设备。

背景技术

安装在车辆上的雷达装置需要高质量的角分辨率。例如，用于防止和避免向前碰撞的车辆雷达装置可以通过提取当相邻车道上的前方车辆插入(cut in)行驶车道或离开行驶车道时的角度来确定插入情况。车辆雷达可以通过高质量的角分辨率来减小在插入或离开的情况下检测到错误目标的概率，以因此预测碰撞情况并因此确保驾驶员的安全。

此外，车辆雷达需要具有用于在相对小的角度范围内检测远目标的中/远距离检测功能、以及用于在相对宽的角度范围内利用单个天线组件来检测附近目标的近距离检测功能。

此外，典型的雷达装置被配置为具有多个接收天线，所述多个接收天线被布置为获得高质量的角分辨率。也就是说，常规雷达装置采用用于通过布置多个接收天线信道来提高高质量角分辨率的结构。

在这种雷达装置中，一个或更多个发射天线可以发射发送信号，并且多个接收天线元件可以接收由目标反射的反射信号，以因此通过分析接收信号来计算该目标的距离和角度。

此外，可以通过将恒定复合权重(complex weight)分配到多个接收天线元件或者多个接收信道来限定接收信号的波束的导引向量(steering vector)，并且接收信号的波束可以根据导引向量值而具有特定的方向性。

如上所述，通过使用多个接收信道将接收波束引导至特定方向的操作可以被表达为波束成形。

典型的雷达传感器仅使用与目标的距离和速度有关的信息。然而，随着对安全技术的日益增长的需求，已经应用了高分辨率的数字波束成形方法，并且需要用于精确地估计接收信号的到达角的算法。

此外，在典型的雷达装置中，通过多个接收信道接收的接收信号可能由于硬件问题而具有不同的相位值。

因此，为了对针对每个接收信道的相位值的差进行补偿，要预先确定用于每个信道的相位补偿值，并且要通过在实际测量的情况下反映用于每个信道的相位补偿值来对接收信号进行补偿，这可以被表达为校准。

此时，通常基于从雷达装置的前方(在参考角度，即0°处)接收到的信号来确定用于每个信道的相位补偿值。

因此，如果在超出参考位置(即，雷达的前方位置)的角度处接收到用于确定相位补偿值的信号，则相位补偿值可以根据超出参考位置的角度而不同，因此使校准的性能恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高雷达的接收性能的设备。

本发明的另一目的在于提供一种用于设置针对每个测量角度的参考值并且用于利用所述参考值来估计接收信号的到达角或者执行接收信号的波束成形的设备。

本发明的另一目的在于提供一种估计到达角的设备或者用于执行波束成形的设备，该设备可以执行以下操作：预先确定通过对针对每个测量角度的信号的幅值和相位的失真度进行计算而得到的参考值；通过使用所述参考值来计算相位补偿值；并且利用所述相位补偿值来精确地估计接收信号的到达角，或者通过使用所述参考值来执行接收信号的波束成形。