[发明专利]雷达系统和用于运行雷达系统的方法

说明书

本发明涉及一种用于机动车的雷达系统，该雷达系统具有发送接收装置和分析处理装置。该发送接收装置具有真实孔径，该发送接收装置构造用于，发出雷达辐射，接收所反射的雷达辐射，并产生雷达测量信号。该分析处理装置构造用于，在使用所产生的雷达测量信号的情况下，基于真实孔径，为反射雷达辐射的对象计算至少一个第一角度估计值。此外，该分析处理装置构造用于，在使用关于雷达系统运动的运动信息的情况下并在使用所产生的雷达测量信号的情况下，借助合成孔径雷达算法，为该对象计算至少一个第二角度估计值。最后，该分析处理装置构造用于，将至少一个第一角度估计值与至少一个第二角度估计值融合。本发明还涉及一种用于运行雷达系统的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的雷达系统以及一种用于运行用于机动车的雷达系统的方法。

背景技术

在机动车领域，将用于测量对象(例如车辆和障碍物)的距离、相对速度和角度的雷达系统用于安全性功能和舒适功能。对此，从DE102015218538A1中已知一种示例性的雷达设备。

为此，尤其对具有合成孔径的雷达设备(英语：synthetic aperture radar，SAR，合成孔径雷达)在汽车领域中的应用进行研究。“SAR传感器”表示由多普勒测量获得角度信息的雷达传感器。在Harrer等人的《Synthetic aperture radar algorithm for a globalamplitude map》(2017年第14届定位、导航与通信研讨会(WPNC)，不来梅，2017年，第1-6页)中对SAR系统进行描述。从Gisder等人的《Application of AStream-Based SAR-Backprojection Approach For Automotive Environment Perception》(2018年第19届国际雷达会议，2018年)中已知其他应用。

合成孔径原理允许雷达传感器的自运动中的特别准确的角度测量，其中，将不同局部位置处的雷达测量作为合成天线孔径或天线面使用。合成孔径通过以下方式实现：发送和接收天线在每个测量的时刻由于雷达的自运动而处于不同的局部位置处，并且因此可以在计算方面如此处理，犹如沿着行驶轨迹存在大的天线孔径那样。因此，借助单个的发送和接收天线能够实现借助现有真实天线孔径无法实现的角度测量分辨率。这尤其是因为，通过雷达的自运动能够实现大的合成孔径，由于所需天线元件的大的数量以及车辆中的有限的结构空间，在借助真实天线孔径的情况下，该孔径是不实际的或者说不可能的。

在固定的测量持续时间情况下，合成孔径的大小取决于运动速度。因此能够在快速运动的情况下实现显著改善的角度分辨率，而在非常缓慢的行驶的情况下仅能够实现低的角度分辨率。与此不同，在真实天线阵列的情况下，角度分辨率固定地由阵列几何形状预先给定。

为了将所测量的雷达信号作为合成孔径进行分析处理，通常假设雷达环境是静止的。附加地，应已知雷达传感器的自运动，以便确定单个测量进行的位置。为此，雷达的自身轨迹用作SAR分析处理算法的输入，并且表示计算SAR图像的基础。

根据分析处理算法，替代于更准确的雷达轨迹，自速度估计足以用于雷达图像的计算。在此，将轨迹假设为线性的，并且不能对更复杂的轨迹进行映射。

合成孔径原理与所使用的调制方法无关。如今，典型的发送频率位于24GHz或77GHz，最大可占用的带宽小于约4GHz，但是通常还显著低于此，例如为0.5GHz。

机动车领域中的雷达系统通常使用具有快速斜坡(快速线性调频调制)的FMCW调制(英语：frequency modulated continuous wave，调频连续波)，其中，相同斜率的多个线性频率斜坡相继通过。瞬时发送信号与接收信号的混合产生具有所谓的拍频的低频信号，其中，该频率与距离成比例。通常如此设计雷达系统，使得由多普勒频率所引起的拍频分量变得可以忽略不计。所获得的距离信息在很大程度上是唯一明确的，随后可以通过观察复距离信号的相位在斜坡上的时间发展来确定多普勒频移。距离确定和速度确定通常借助二维傅里叶变换彼此独立地进行。