[發明專利]一種天線陣列

在審

• 申請號: 202010403914.8
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN113675590A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 何瑞
• 申請（專利權）人: 何瑞
• 主分類號: H01Q1/32
• 分類號: H01Q1/32;H01Q21/08;H01Q21/28;G01S7/282;G01S7/285;G01S7/35;G01S13/02;G01S13/88
• 代理公司: 杭州永曙知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33280
• 代理人: 商旭東

本發明公開了一種天線陣列，包括由m個天線陣元組成的發射天線陣列、和n個天線陣元組成的接收天線陣列，發射和接收天線陣列形成虛擬天線陣列，虛擬天線陣列的主陣向量的長度N大于主陣向量非0元素的個數M加上4，主陣向量在角度范圍?90°至90°中任意一個角度方向的陣列響應曲線的主旁瓣比都在2.5dB以上；虛擬天線陣列的子陣向量中所有子陣間距均相等，子陣的陣元個數≥4。本發明的天線陣列不僅可以提升角度分辨率，同時還可以區分角度維的大小目標。

技術領域

本發明涉及汽車雷達技術領域，尤其是一種適用于汽車雷達的天線陣列。

背景技術

隨著智能駕駛技術的快速發展，高級駕駛輔助系統（Advanced DrivingAssistant System，簡稱為ADAS）成為智能駕駛汽車中不可缺少的部分，ADAS通過安裝在車上的各類傳感器，在汽車行駛過程中隨時感應周圍環境，收集環境數據，進行靜態或動態物體的辨識、偵測與追蹤，并結合導航儀地圖數據，進行系統運算與分析，從而預測可能發生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。其中，毫米波雷達由于探測距離遠、受環境影響小、成本低、技術成熟，成為ADAS的主要傳感器。現有汽車的毫米波雷達，為了使用盡量少的天線達到更高精度的角分辨率，在天線上收發分置，采用多個發射天線和多個接收天線的MIMO（Multiple Input Multiple Output，簡稱為MIMO）架構。天線的布陣極大地影響了雷達的角分辨率，為了提升角分辨率，往往采用稀疏布陣，稀疏布陣提升了角分辨率，但同時引入了旁瓣高，無法區分角度維的大小目標的缺點。針對上述技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種天線陣列，該天線陣列不僅可以提升角度分辨率，同時還可以區分角度維的大小目標。

為了實現上述目的，本發明首先對天線陣列提出一個稱為位置向量的概念，針對天線陣列設一條橫向基線，陣元所在的位置向基線做垂線的垂足稱為陣元在基線上的投影位置，所有天線陣元在基線上的投影位置，從第一個天線陣元的投影位置開始到最后一個天線陣元的投影位置，每一個天線陣元投影位置與第一個天線陣元投影位置的距離，都是d的整數倍，d為柵格間距，d≥0.15λ,λ為波長。從第一個天線陣元的投影位置開始，以間距d畫柵格量化，柵格上有天線陣元的投影，記為1，沒有天線陣元的投影，記為0。這樣由1和0組成的表示天線陣元投影位置的向量，稱為天線陣列的位置向量。

基于上述概念，本所述提出技術方案是：一種天線陣列，包括由m個天線陣元組成的發射天線陣列，和由n個天線陣元組成的接收天線陣列，發射天線陣列和接收天線陣列的任意兩個天線陣元的間距均為d的整數倍，d為天線位置向量的柵格間距，d≥0.15λ，λ為天線工作波長，將發射天線位置向量和接收天線位置向量做卷積，將卷積中大于1的向量元素修改為1后，所形成的向量作為主陣向量，將主陣向量對應的虛擬天線陣列作為主陣，將主陣向量的長度記為N，將主陣向量非0元素的個數記為M，

將一個角度方向目標的導向矢量與主陣向量點乘稱為該角度方向的陣列響應向量，基于陣列響應向量做傅里葉變換，得到新的復數向量，對這個新的復數向量取模得到在該角度方向的陣列響應曲線，陣列響應曲線中的最大的峰值與第二大峰值的比值記為Ratio，將20lg（Ratio）定義為主陣向量在該角度方向的主旁瓣比，

其特征在于，1）NM+4；2）主陣向量的在角度范圍-75°至75°中任意一個角度方向的陣列響應曲線的主旁瓣比均在2.5dB以上；3）主陣中包含至少一個子陣，所述子陣的特征是：子陣向量中所有相鄰兩個元素為1的間距相等，相鄰兩個元素為1的間距稱為子陣間距，子陣的陣元個數≥4。