[發明專利]用于三維探測的雙通道單脈沖雷達

有效

• 申請號: 201380033595.4
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104380136B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 丁雪茹;J·謝弗;M·馬普爾
• 申請（專利權）人: 奧托里夫ASP股份有限公司
• 主分類號: G01S13/44
• 分類號: G01S13/44
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 黃姝

技術領域

本發明大體涉及雷達系統的領域，尤其是用于緊湊型應用的單脈沖雷達系統。

背景技術

在過去的幾十年中，雷達系統已經在用于探測目標物體的廣泛的應用范圍中實施，比如：車輛和飛機。最近，雷達系統已經在汽車中實施。汽車雷達系統已經發展到用于幫助駕駛員停泊他們的汽車，在安全距離內跟隨通行，以及探測駕駛障礙物。例如，當汽車雷達系統探測到一障礙物或車輛前方交通放緩時，系統可以發出聲音信號和/或視覺信號去警告駕駛員，比如：以可聽音或可視的報警信號燈的形式。系統也可以對車輛實施主動的控制，比如，通過應用制動器來避免事故。

雷達系統可以通過測定往返延遲周期來探測到目標物體的范圍(例如距離)，往返延遲周期為雷達信號的發射到接收到從目標物體反射后返回雷達天線的信號之間的周期。假設系統的發射天線和接收天線為同一天線或者彼此非常靠近，該往返的延遲，除以二然后乘以信號發射的速度，得到了雷達天線與目標物體之間的距離。

除了探測目標物體的范圍外，雷達系統可用于探測目標物體的方向，其表現為目標物體的高度角、方位角以及相對于雷達天線的范圍。這種方向探測通常利用具有四通道的單脈沖雷達系統來獲取，該單脈沖雷達系統適用于幅值比單脈沖(其中通過雷達系統的四通道發射的射束是偏斜的)，或相位比單脈沖(其中通過雷達系統發射的射束不是偏斜的)，或如果兩個通道相當于一個共基通道的三通道。通過比較從目標物體反射回的射束的量級比單脈沖的量級或相位比單脈沖的相數，可以得到目標物體的高度角和方位角。

傳統的具有三維探測的四通道單脈沖雷達系統通常使用四個不同配置中的一個來實施。例如，參見圖1A，圖示一種四通道單脈沖雷達系統的結構，其包括共用發射通道TX和四個接收通道RX1-4(在x和y方向上處于2×2的排列)。參見圖1B，圖示一種系統結構，其包括共用的接收通道RX和四個發射通道TX1-4(在x和y方向上處于2×2的排列)。參見圖1C，圖示一種系統結構，其包括兩個發射通道TX1和TX2(在x方向上處于并排排列)，以及兩個接收通道RX1和RX2(在y方向上處于并排排列)。參見圖1D，圖示一種系統結構，其包括兩個發射通道TX1和TX2(在y方向上處于堆疊排列)，以及兩個接收通道RX1和RX2(在x方向上處于并排排列)。

由于四通道單脈沖雷達系統通常用于測定目標物體的高度和方位角，這種系統的天線和電路的要求使得它們在汽車應用的實際實施中太大以及成本太高。并且，如果系統的通道連續操作，四通道系統會出現長探測時間。因此，需要提供一種用于汽車應用的單脈沖雷達系統，其能夠在緊湊體積中和低廉成本的情況下實施。

發明內容

根據本發明，公開一種利用用于三維探測的雙通道單脈沖雷達測定目標物體的位置的裝置和方法。

根據本發明的用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的實施例可以包括接收天線以及沿焦平面軸線彼此隔開的第一和第二發射天線，其間距等于雷達的中心工作頻率的一個波長的大約一半。第一發射天線可以在垂直于焦平面軸線的第一方向上偏斜，第二發射天線可以在垂直于焦平面軸線的第二方向上偏斜。

附圖說明

下面將結合附圖以示例的方式描述所公開的裝置的具體實施例，其中：

圖1A至圖1D是表示背景技術的單脈沖雷達各種結構的原理框圖。

圖2是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的第一實施例的原理框圖。

圖3是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的第二實施例的原理框圖。

圖4A是根據本發明表示用于雙通道單脈沖雷達的測得的天線信號圖像的曲線圖。

圖4B是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的理想天線信號圖像的曲線圖。

圖5A是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的測量的幅值比圖像的曲線圖。

圖5B是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的理想幅值比圖像的曲線圖。

圖6是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的測量的相位差圖像的曲線圖。

圖7是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的更詳細的電路框圖。

圖8A是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的發射天線結構的電路布置圖。

圖8B是根據本發明表示用于三維探測的雙通道單脈沖雷達的接收天線構造的電路布置圖。

圖9是根據本發明表示利用用于三維探測的雙通道單脈沖雷達獲取目標物體位置數據的方法的流程圖。