[發明專利]具有適應性數字接收波束形成及可轉換的用于覆蓋近及遠距離范圍的發射方向圖的雷達系統

無效

• 申請號: 200580042809.X
• 申請日: 2005-11-18
• 公開（公告）號: CN101076741A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: T·舍貝爾;T·福克;T·漢森;M·施奈德;J·舍貝爾;V·格羅斯;O·布呂格曼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01S13/44
• 分類號: G01S13/44;G01S7/03;G01S13/93;H04B7/06;H04B7/08;H01Q3/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾立

現有技術

自一些年以來在具有預測檢測系統的駕駛員輔助功能領域中使用主要在76至77GHz頻率范圍內的雷達傳感器。這種雷達傳感器至今仍使用在高級層次中，用于實現在30至180公里/小時的速度范圍中的“自適應速度自動控制(ACC＝自適應巡航控制)”的輔助功能。

迄今在市場上可供給的雷達傳感器的特點在于以下的特性：-作用距離至約120…150米，

-水平檢測的范圍為±4°±10°，

-角精度約為0.5°。

當前的傳感器的限制在于，結構深度相對地大或僅能不充分地滿足機動車制造商對扁平得多的傳感器的要求。

由選擇的天線設計方案產生的水平檢測寬度的限制也是有缺點的，因為例如很晚才識別出駛入物或在窄彎道中的重要物體常常由“視場”中消失。這里，尤其對于自動的堵車跟車行駛迫切地需要在近至中等距離范圍中擴寬視野。對此目前例如考慮：使用附加傳感器如攝象機，或對于至約3米的超近距離使用超聲波傳感器。

另一主要的限制在于，迄今使用的雷達傳感器雖然可很精確地確定上述水平檢測區域中的目標的角度偏差(Winkelablage)(角精度)，但這通常僅當檢測一定距離上的及具有一定相對速度的目標時才可能是可靠的。如果兩個或多個目標在同一距離上及在一定情況下它們也具有相同速度，則僅當雷達波瓣或雷達波瓣的半值寬度窄于待分辨目標的角度間隔時，現在的雷達傳感器才可使各個目標分開。但對于天線輻射的一定半值寬度在給定頻率或波長情況下需要一定尺寸的天線孔徑。在具有直徑D及常數電流分布的圓形天線孔徑的情況下近似地有下列以度為單位的半值寬度υ與波長λ(在77GHz時λ為3.9mm)的關系：

υ≈59°λ/D

例如可達到至少2°的角度分辨，根據以上公式則應選擇其孔徑直徑D≥115mm。這對于一個ACC傳感器是不可接受的，因為最大允許的結構尺寸被限制在小得多的尺度上。另一方面需要這種約2°及可能更小角度的分辨能力，以便在更大的目標距離上可進行唯一的車道對應。一個示范傳感器的孔徑直徑D例如為75(60)mm。由此在單個雷達波瓣的情況下將得到3.1°(3.8°)的最小可能的半值寬度。該實際半值寬度明顯更大，因為不能實現常數的孔徑電流分布，而是其電流分布(Belegung)向著邊緣減小。在孔徑電流分布向著邊緣減小的情況下，上述公式中的系數(59°)上升到80°-100°之間的值上，這就是說，半值寬度在4.2°-5.2°的范圍中(對于D＝75mm)或在5.2°-6.5°的范圍中(對于D＝60mm)移動。

由DE?197?14?570?A1公開了多射束的雷達系統，在該雷達系統中設有比接收單元多的發射單元，其中所設有的發射單元既可個別地也可同時以任意的組合被接通。并且接收單元可以轉換。因此可觀察的角度范圍可被擴寬。

WO?2004/051308?A1涉及使用雷達脈沖及至少兩個天線單元的相對重疊的天線輻射方向圖來測量角位置的裝置。在接收側進行至少兩個天線單元的接收信號的共同分析處理。

本發明的優點

借助權利要求1的措施，即在一個雷達系統中，該雷達系統包括：具有兩個不同方向圖的、尤其用于不同距離范圍的至少兩個發射天線、一個用于在至少兩個不同方向圖之間轉換的一個轉換開關、至少兩個接收天線、一個用于在接收天線信號的相關上對至少兩個接收天線的數字化信號共同分析處理的分析處理裝置，可以實現在中等作用距離(1-50米)上一個非常寬的水平檢測范圍，例如至±40°，例如用于及早地識別出在該距離范圍中的駛入物，及在大的作用距離(80-150米)上窄的水平檢測范圍，例如±6°。