[發(fā)明專利]天線、雷達系統(tǒng)和用于調(diào)節(jié)天線的極化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080999.1
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN111480263B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.伊扎迪安
• 申請（專利權(quán)）人: 偉摩有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/32;H01Q15/24;G01S7/03;G05D1/02;H01Q21/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 金玉潔

一種天線包括配置為以第一極化操作、布置成第一陣列的多個波導(dǎo)天線元件。該天線還包括配置為以第二極化操作、布置成第二陣列的多個波導(dǎo)輸出端口。第二極化不同于第一極化。該天線還包括其中限定有通道的極化改變層。極化改變層設(shè)置在波導(dǎo)天線元件與波導(dǎo)輸出端口之間。通道相對于波導(dǎo)天線元件以第一角度取向并相對于波導(dǎo)輸出端口以第二角度取向。通道被配置為接收具有第一極化的輸入電磁波并發(fā)送具有第一中間極化的輸出電磁波。波導(dǎo)輸出端口被配置為接收輸入電磁波并輻射具有第二極化的電磁波。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2017年12月14日提交的美國專利申請第15/842,704號的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請通過引用全文合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及天線、包括天線的雷達系統(tǒng)、以及用于調(diào)節(jié)天線的極化的方法。

背景技術(shù)

通過發(fā)射無線電信號以及探測反射離開環(huán)境中的表面的返回的反射信號，無線電探測和測距(RADAR)系統(tǒng)可以主動估計到環(huán)境中的特征的距離。結(jié)果，可以根據(jù)發(fā)送與接收之間的時間延遲來確定到無線電反射特征的距離。雷達系統(tǒng)可以發(fā)射頻率隨時間變化的信號，諸如具有時變頻率斜坡的信號，然后將發(fā)射的信號與反射的信號之間的頻率差異與范圍估計相關(guān)聯(lián)。

一些系統(tǒng)也可以基于接收到的反射信號中的多普勒頻移來估計反射對象的相對移動。定向天線(例如陣列天線)可以用于信號的發(fā)送和/或接收，以將每個范圍估計與方位(bearing)相關(guān)聯(lián)。更普遍地，定向天線也可以用于將輻射能量聚焦在感興趣的給定視場上。結(jié)合測量距離和方向信息允許識別周圍的環(huán)境特征和/或?qū)χ車沫h(huán)境特征繪制地圖(map)。因此，例如，雷達傳感器可以由自主車輛控制系統(tǒng)使用，以躲避由傳感器信息指示的障礙物。

發(fā)明內(nèi)容

示例實施方式涉及調(diào)節(jié)在雷達單元上操作的一個或多個天線的極化。在一些示例中，調(diào)節(jié)雷達天線的極化涉及使用極化濾波器，該極化濾波器使天線發(fā)送或接收以與天線原本所針對設(shè)計的極化不同的極化輻射的雷達信號。例如，極化濾波器可以附接到雷達單元或在雷達單元內(nèi)產(chǎn)生，以使一個或多個天線在不同極化內(nèi)工作。在其他示例中，調(diào)節(jié)雷達天線的極化涉及在雷達單元的開發(fā)期間改變雷達單元的內(nèi)部配置，以便扭曲(例如，改變)雷達天線的極化。例如，雷達單元內(nèi)的額外扭曲改變可以使雷達單元內(nèi)傳播的電磁波扭曲以輸出期望的極化。

在一個方面，本申請描述了一種雷達單元。該雷達單元包括：多個發(fā)送天線，其被配置為發(fā)送具有第一極化的雷達信號；以及多個接收天線，其被配置為接收具有第一極化的雷達信號。該雷達單元還包括耦合到所述多個發(fā)送天線和所述多個接收天線的至少一部分的極化濾波器。特別地，極化濾波器使所述多個發(fā)送天線中的發(fā)送天線子集發(fā)射具有第二極化的雷達信號，以及其中極化濾波器使所述多個接收天線中的接收天線子集接收具有第二極化的雷達信號。

在另一個方面，本申請描述了一種雷達系統(tǒng)。該雷達系統(tǒng)包括：多個發(fā)送天線，其被配置為發(fā)送具有第一極化的雷達信號；以及多個接收天線，其被配置為接收具有第一極化的雷達信號。該雷達系統(tǒng)還包括耦合到所述多個發(fā)送天線和所述多個接收天線的至少一部分的極化濾波器。特別地，極化濾波器使所述多個發(fā)送天線中的發(fā)送天線子集發(fā)送具有第二極化的雷達信號。此外，極化濾波器還使所述多個接收天線中的接收天線子集接收具有第二極化的雷達信號。

在又一個方面，本申請描述了一種用雷達系統(tǒng)發(fā)信號的方法。該方法包括使用發(fā)送天線的陣列發(fā)送一個或更多個雷達信號。例如，發(fā)送天線的陣列被配置為發(fā)送具有第一極化的雷達信號。另外，極化濾波器耦合到發(fā)送天線陣列，并使發(fā)送天線的陣列發(fā)送具有第二極化的所述一個或更多個雷達信號。該方法還包括使用接收天線的陣列接收所述一個或更多個雷達信號。例如，接收天線的陣列被配置為接收具有第一極化的雷達信號。此外，極化濾波器耦合到接收天線的陣列，并使接收天線的陣列接收具有第二極化的所述一個或更多個雷達信號。