[发明专利]校准雷达系统的方法

说明书

一种雷达系统和用于校准雷达系统的方法，该方法包括以下步骤：测量雷达系统的一组方位角，以获得多个测量的方位阵列响应，其中，雷达系统在各方位角测量之间围绕雷达系统的第一轴线物理地旋转；测量雷达系统的一组仰角，以获得多个测量的仰角阵列响应，其中，雷达系统在各仰角测量之间围绕雷达系统的第二轴线物理地旋转；基于多个测量的方位阵列响应获得方位校准矩阵以及基于多个测量的仰角阵列响应获得仰角校准矩阵；以及将雷达系统配置为向一个或多个天线阵列响应应用方位校准矩阵和仰角校准矩阵。

技术领域

本发明总体涉及雷达系统，且更具体地涉及校准雷达系统的方法。

背景技术

许多现代车辆装配有先进的安全和驾驶员辅助系统，这些系统需要鲁棒且精确的对象检测和跟踪系统来控制主车辆操纵。这些系统使用对象和控制算法的定期或连续检测来估计各种对象参数，诸如相对对象距离、速度、行进方向以及尺寸。例如，雷达设备通过发射从雷达视场内的目标反射电磁信号来检测并定位对象(即，目标)。反射信号作为回波返回到雷达，在那里它们被处理以确定各种信息，例如发射/接收信号的往返行程时间。

当今使用的高级雷达系统可以使用多输入多输出(MIMO)概念，其在发射器处采用多个天线来发射独立波形并且在接收机处采用多个天线来接收雷达回波。在“共处一地”多输入多输出雷达构造中，发射器和接收机两者中的天线间隔足够近，使得各天线观察物体的相同方面，从而假定点目标。在多输入多输出接收机中，使用匹配滤波器组来提取波形分量。在从不同天线发射信号时，各信号的回波携带与被检测的对象和不同传播路径有关的独立信息。由于不同发射天线引起的相位差连同由不同接收天线引起的相位差一起数学地形成虚拟天线阵列，该天线阵列使用较少的天线元件提供更大的虚拟孔径。从概念上讲，虚拟阵列通过以下方式创建：在发射天线Tx与接收天线Rx中的每一个之间交织，使得虚拟阵列中的元件表示多输入多输出阵列中的发射天线Tx和接收天线Rx中的每一个的Tx-Rx对。对于位于一处的多输入多输出天线，具有N个发射天线的发射阵列和具有M个接收天线的接收阵列产生具有MxN个虚拟接收元件的虚拟阵列。换言之，由接收机处的匹配滤波器提取波形，使得在虚拟阵列中存在总共MxN个提取的信号。MxN个虚拟接收元件可以用于创建波束形成图像。

在制造天线阵列时，可能需要调节或校准雷达构造的特定方面，例如在创建波束形成图像时使用的预定值，以便在特定雷达构造中实现期望的准确度水平。二维(2D)多输入多输出雷达可以测量特定方位角和特定仰角处的天线阵列响应。传统校准过程测量用于各方位-仰角对的校准值，这在要测量的方位和/或仰角的数量大时，这可能是一个密集的过程。

发明内容

根据一个方面，提供了一种校准雷达系统的方法，雷达系统包括：发射天线阵列，具有多个发射天线；和接收天线阵列，具有多个接收天线，多个发射天线沿着发射天线阵列轴线隔开，并且多个接收天线沿着与发射天线阵列垂直的接收天线阵列轴线隔开，方法包括以下步骤：测量雷达系统的一组方位角，以获得多个测量的方位阵列响应，其中，雷达系统在各方位角测量之间围绕雷达系统的第一轴线物理地旋转；测量雷达系统的一组仰角，以获得多个测量的仰角阵列响应，其中，雷达系统在各仰角测量之间围绕雷达系统的第二轴线物理地旋转；基于多个测量的方位阵列响应获得方位校准矩阵以及基于多个测量的仰角阵列响应获得仰角校准矩阵；以及将雷达系统配置为向一个或多个天线阵列响应应用方位校准矩阵和仰角校准矩阵。

附图说明

下文中将结合附图描述本发明的一个或多个实施例，附图中，同样的附图标记指示同样的元件，并且附图中：

图1是主车辆和目标对象的示意框图，其中，主车辆包括车辆雷达系统的示例；

图2是包括接收天线阵列和发射天线阵列的雷达系统的示意框图；

图3是图2的雷达系统的示意框图，其中，雷达以第一方位角Az_i调整角度；