[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

说明书

本公开涉及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。提供了一种用于通过使用雷达控制处理单元来生成单基地虚拟阵列孔径的雷达系统、设备、架构和方法，所述雷达控制处理单元用于由从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。

相关申请的交叉引用

与本申请同日提交的题为“分布式孔径汽车雷达系统(Distributed ApertureAutomotive Radar System)”，发明人为Ryan H.Wu和Arunesh Roy，代理人案号为82127206US01的美国专利申请第______号描述了示例性方法和系统并且通过引用整体并入。

与本申请同日提交的题为“具有交替式主雷达装置的分布式孔径汽车雷达系统(Distributed Aperture Automotive Radar System With Alternating Master RadarDevices)”，发明人为Ryan H.Wu，代理人案号为82144499US01的美国专利申请第______号描述了示例性方法和系统并且通过引用整体并入。

技术领域

本发明总体上涉及雷达系统和相关联的操作方法。在一方面，本发明涉及用独立的分布式雷达形成的汽车雷达系统。

背景技术

雷达系统可以用于检测附近目标的距离和速度。随着技术的进步，雷达系统现在可以应用于如汽车雷达安全系统等许多不同的应用中，但是并不是每个雷达系统都适合于每种应用。例如，77GHz调频连续波(FMCW)快速啁啾调制(FCM)雷达在高级驾驶员辅助系统(ADAS)中用作主传感器，并且在自动驾驶(AD)系统中用作安全传感器，但由于有限的角分辨率性能而未在AD系统中用作主传感器。为了能够在AD系统中将此类雷达系统用作取代驾驶员的主传感器，此类系统必须提供更好的角分辨率，但这通常需要更大的天线孔径，并且因此需要物理上更大的雷达。不幸的是，具有更大的雷达的要求可能与其它设计和/或操作约束(如将大孔径雷达集成到对设计、结构和/或操作有竞争性要求的车辆中)相冲突。例如，车辆的前部的设计或结构元件(例如，大灯、设计徽章、保险杠等)可能不容易允许添加大孔径雷达。使雷达的尺寸保持足够小以便雷达可以与车辆的其它部件集成意味着雷达的孔径受限，并且因此角分辨率受限。

现有的雷达系统已经尝试通过使用有效组合多个孔径较小的分布式雷达以形成较大的虚拟孔径的技术(例如，双基地多输入多输出雷达)来解决这些挑战。然而，这些技术通常要求分布式雷达共享共同参考本地振荡器(LO)信号(以便雷达以同一频率和时间参考操作)和/或要求对硬件和软件进行复杂且成本高昂的修改以将目标回波信号与来自其它发射器的信号互相关或混合。不幸的是，由于阻止稳健且经济地实施此类解决方案的汽车集成、复杂性和/或成本限制，可能无法满足这些要求。从上文可以看出，由于在现有雷达系统应用的性能、设计、复杂性和成本限制范围内实现尺寸较大的雷达的性能益处方面存在挑战，因此实际上极难实现现有雷达系统解决方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供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；