[发明专利]具有前向和后向差分共阵列处理的高分辨率汽车雷达系统

权利要求书

1.一种分布式孔径雷达系统，其特征在于，包括第一小孔径雷达装置和第二小孔径雷达装置，所述第一小孔径雷达装置和所述第二小孔径雷达装置远离彼此物理分布并且连接到雷达控制处理单元，

所述第一小孔径雷达装置包括耦接到第一信号处理器组件的第一多个发射天线和接收天线，所述第一信号处理器组件被配置成响应于分别从所述第一小孔径雷达装置或所述第二小孔径雷达装置发射的第一雷达信号而生成至少第一单基地虚拟阵列孔径和第一双基地虚拟阵列孔径；

所述第二小孔径雷达装置包括耦接到第二信号处理器组件的第二多个发射天线和接收天线，所述第二信号处理器组件被配置成响应于分别从所述第二小孔径雷达装置或所述第一小孔径雷达装置发射的第二雷达信号而产生至少第二单基地虚拟阵列孔径和第二双基地虚拟阵列孔径；并且

所述雷达控制处理单元被配置成：

以相干方式组合来自所述第一分布式雷达装置和所述第二分布式雷达装置的虚拟阵列孔径，以构造比所述第一双基地MIMO虚拟阵列孔径或所述第二双基地MIMO虚拟阵列孔径大的经过扩展的双基地MIMO虚拟阵列孔径，并且

通过对所述经过扩展的双基地MIMO虚拟阵列孔径执行前向差分共阵列处理以填充所述经过扩展的双基地MIMO虚拟阵列孔径中的孔来构造双基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径，由此减轻或抑制由所述经过扩展的双基地MIMO虚拟阵列孔径中的间隙或孔引起的寄生旁瓣。

2.根据权利要求1所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成通过对所述双基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径执行后向差分共阵列处理来构造显著大于所述双基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径的双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径，从而减轻或抑制由双基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径中的间隙或孔引起的寄生旁瓣。

3.根据权利要求2所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径的尺寸几乎是所述双基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径的尺寸的两倍。

4.根据权利要求2所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成基于所述双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径计算波束成形输出。

5.根据权利要求2所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成对来自所述双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径的差分共阵列输出执行空间平滑，由此生成经过空间平滑的共阵列输出。

6.根据权利要求5所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成基于所述经过空间平滑的共阵列输出计算波束成形输出。

7.根据权利要求2所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成通过将所述双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径的第一波束成形输出与所述经过扩展的双基地MIMO虚拟阵列孔径的最不稀疏的连续阵列部分的第二波束成形输出相乘来计算复合波束成形输出。

8.根据权利要求2所述的分布式孔径雷达系统，其特征在于，所述雷达控制处理单元被另外配置成基于来自所述双基地MIMO前向和后向差分虚拟阵列孔径的差分共阵列输出计算角度估计，并且使用超分辨率角度估计算法输出估计的目标角度和幅度信息。

9.一种雷达系统，其特征在于，包括：

多个发射天线和接收天线，所述多个发射天线和接收天线耦接到信号处理器组件，所述信号处理器组件被配置成响应于分别从所述多个发射天线发射的雷达信号而生成单基地虚拟阵列孔径；以及

雷达控制处理单元，所述雷达控制处理单元被配置成：

由从所述多个发射天线正交发射并在每个接收天线处接收到的雷达信号构造单基地MIMO虚拟阵列孔径，并且

通过对所述单基地MIMO虚拟阵列孔径执行前向差分共阵列处理以填充所述单基地MIMO虚拟阵列孔径中的孔来构造单基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径，由此减轻或抑制由所述单基地MIMO虚拟阵列孔径中的间隙或孔引起的寄生旁瓣。

10.一种用于操作包括多个发射天线和接收天线以及雷达控制处理单元的雷达系统的方法，其特征在于，所述方法包括：

从所述多个发射天线中的每个发射天线发射正交雷达信号；

在所述雷达控制处理单元处由在所述多个接收天线中的每个接收天线处接收到的所述正交雷达信号构造单基地MIMO虚拟阵列孔径，以及

在所述雷达控制处理单元处通过对所述单基地MIMO虚拟阵列孔径执行前向差分共阵列处理以填充所述单基地MIMO虚拟阵列孔径中的孔来构造单基地MIMO前向差分虚拟阵列孔径，由此减轻或抑制由所述单基地MIMO虚拟阵列孔径中的间隙或孔引起的寄生旁瓣。