[發(fā)明專利]用于機(jī)動車的MIMO雷達(dá)傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980033228.1
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN112136060A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·朔爾;B·勒施
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01S13/931
• 分類號: G01S13/931;G01S13/42;G01S7/03;H01Q23/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

一種用于機(jī)動車的MIMO雷達(dá)傳感器，該MIMO雷達(dá)傳感器具有在矩形電路板(16)上的天線裝置(10)，該電路板的邊緣定義y方向和z方向，其中，天線裝置包括由發(fā)送天線(TX)組成的至少兩個陣列(TA1，TA2)和由接收天線(RX)組成的至少兩個陣列(RA1，RA2)，每個陣列內(nèi)的發(fā)送天線(TX)在z方向上彼此錯位，而發(fā)送天線的兩個陣列(TA1、TA2)在y方向上彼此錯位，每個陣列內(nèi)的接收天線(RX)在y方向上彼此錯位，而接收天線的兩個陣列(RA1、RA2)在z方向上彼此錯位，其特征在于，發(fā)送天線的兩個陣列(TA1、TA2)布置為與電路板(16)的兩個彼此相對置的邊緣相鄰，接收天線的兩個陣列(RA1、RA2)布置為與電路板(16)的其余兩個邊緣相鄰，并且在該電路板上在發(fā)送天線與接收天線的陣列之間在電路板(16)的中心區(qū)域中布置有至少一個高頻模塊(18)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車的MIMO雷達(dá)傳感器，該MIMO雷達(dá)傳感器具有在矩形電路板上的天線裝置，該電路板的邊緣定義y方向和z方向，其中，該天線裝置包括由發(fā)送天線組成的至少兩個陣列和由接收天線組成的至少兩個陣列，每個陣列內(nèi)的發(fā)送天線在z方向上彼此錯位，而兩個發(fā)送天線的陣列在y方向上彼此錯位，并且每個陣列內(nèi)的接收天線在y方向上彼此錯位，而兩個接收天線的陣列在z方向上彼此錯位。

背景技術(shù)

雷達(dá)傳感器用于機(jī)動車的駕駛員輔助系統(tǒng)或自主駕駛引導(dǎo)系統(tǒng)中，以進(jìn)行周圍環(huán)境監(jiān)測、尤其是測量與其他車輛以及與靜止對象的間距、相對速度和方向角。除了檢測對象的方位角(即車輛的前向方向與至對象的視線(Sehstrahl)在水平面上的投影之間的角度)之外，通常還需要檢測仰角(即至對象的視線與水平面之間的角度)。仰角例如實(shí)現(xiàn)關(guān)于目標(biāo)的相關(guān)性的陳述，即關(guān)于以下相關(guān)性：目標(biāo)是否是可駛過的或可穿過的(例如橋梁)，或者目標(biāo)是否涉及真正的障礙物。

可以由天線陣列的多個發(fā)送天線和/或接收天線之間的幅度和/或相位差求取目標(biāo)的方位角和仰角。如果使用多個發(fā)送天線和多個接收天線，則稱之為“多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)”。由此得到(虛擬)擴(kuò)大的天線孔徑并且因此得到經(jīng)改善的角度準(zhǔn)確度和角度分離能力。

對于方位角估計，必須在專門的分析處理通道中分析處理由各個接收天線接收到的信號。為了在給定分析處理通道數(shù)量的情況下改善方位角的角度準(zhǔn)確度和角度分離能力，通常如下選擇各個天線之間的間距：該間距大于雷達(dá)波的半波長λ/2。但是，由此可能出現(xiàn)多值性(Mehrdeutigkeit)，該多值性要么必須借助單獨(dú)的天線陣列來解決，要么必須借助其他方法來解決，例如通過在較長的時間段上追蹤所定位的目標(biāo)。

在常見的FMCW雷達(dá)傳感器中，所發(fā)送的雷達(dá)信號的頻率被斜坡狀地調(diào)制。所接收的信號與在接收時刻所發(fā)送的信號的一部分混頻，從而獲得中頻信號，該中頻信號的頻率對應(yīng)于所發(fā)送的信號與所接收的信號之間的頻率差。該頻率差由于頻率調(diào)制而取決于信號傳播時間，并且由于多普勒效應(yīng)還取決于對象的相對速度，從而在多個測量周期(在這些測量周期中使用(gefahren)具有不同的斜率的斜坡)中獲得關(guān)于對象的間距和相對速度的信息。在測量周期中所記錄的中頻信號通過快速傅里葉變換(FFT)被轉(zhuǎn)換成頻譜，在該頻譜中每個所定位的對象都通過某個頻率區(qū)間(Frequenzbin)中的峰值來表征。

對于角度估計則充分利用以下情況：由不同接收天線獲得的信號的幅度關(guān)系和相位關(guān)系以特征性的方式取決于對象的角度。例如構(gòu)造所謂的DML函數(shù)(DeterministicMaximum Likelihood Funktionen，確定性最大似然函數(shù))，該DML函數(shù)說明針對對象實(shí)際測量的幅度關(guān)系和相位關(guān)系與針對不同角度假設(shè)的理論上的幅度關(guān)系和相位關(guān)系的關(guān)聯(lián)程度。于是，關(guān)聯(lián)程度最大的角度假設(shè)表示對于對象角度的最佳估計值。

為了獲得盡可能大的角度分辨率，整個天線裝置應(yīng)在y方向以及z方向上都具有盡可能大的孔徑或至少盡可能大的虛擬孔徑。因此，天線裝置必須具有相對較大的尺寸，從而需要相應(yīng)大的電路板。由于電路板必須由昂貴的高頻兼容(hochfrequenztauglich)的材料組成，這會導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容