[發明專利]MIMO雷達設備和用于運行MIMO雷達設備的方法

在審

• 申請號: 202011362972.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112859057A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: G·哈科拜恩;J·哈施
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發明涉及一種MIMO雷達設備，其具有用于發射雷達輻射的多個發送天線；以及構造用于產生初級斜坡的斜坡發生器，其中，所述斜坡發生器還構造用于針對每個發送天線基于所述初級斜坡借助相應的頻移產生相應的發送斜坡，其中，所述發送天線構造用于發射相應的發送斜坡。本發明還涉及一種用于運行MIMO雷達設備的方法。

技術領域

本發明涉及一種多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)雷達設備和一種用于運行MIMO雷達設備的方法。

背景技術

為了提供安全功能和舒適功能，在機動車中使用雷達系統以測量對象(例如車輛)和障礙物的距離、相對速度和角度。已知具有多個發送天線和多個接收天線的多輸入多輸出(MIMO)設備。由此能夠進行特別準確的角度測量，因為對于角度測量重要的天線孔徑(即天線面積)實際上(virtuell)已擴大。發送天線彼此獨立地發射信號，這些信號在接收信道中被分離。由于發送天線到相應的接收天線的距離不同，得到實際上的孔徑擴大。在計算方面，可以如同僅存在一個發送天線一樣進行處理，其中，接收天線的數量成倍增加，由此得到更大的天線孔徑。

可以通過頻分復用方法(英語：frequency-division multiplexing，FDM)在頻域內分離信號，其中，不同的發送天線在相同的時間點占用不同的頻率范圍。然而由此減少每個發送信道的可用帶寬。因為雷達系統的距離分離能力與其帶寬成正比，所以降低距離分離能力。

也可以在時域中分離信號，其中，天線以時分復用方法(英語：time-divisionmultiplexing，TDM)依次進行發射。但是，通過順序測量會增加測量時間。此外，在增加的測量時間期間，對象可能已經顯著地移動，這降低測量的準確性。此外，相應的發送天線的兩個順序測量之間的時間間隔增加，這可能導致最大唯一明確可測量的速度范圍減小。

以上實施與所使用的調制方法無關。典型的發送頻率為24GHz或77GHz，其中，可占用的最大帶寬高達5GHz，但通常明顯更低。典型的帶寬約為0.5GHz。

現代機動車的雷達系統通常使用FMCW調制(英語：Frequency ModulatedContinuous Wave：調頻連續波)。在此會經歷(durchlaufen)具有相同或不同斜率的多個線性頻率斜坡。當前發送信號與接收信號的混頻得到低頻信號，所述低頻信號的頻率與距離成正比。附加地，包含有通過多普勒頻率的加法或減法分量，該多普勒頻率與相對速度成比例。為了分離多個目標的距離信息和速度信息，需要一種相對復雜的方法，在該方法中，考慮將不同斜坡的結果與更早測量周期的結果一起使用。

較新的系統依賴于具有更快斜坡的FMCW調制，即快速線性調頻調制，由此能夠忽略斜坡內的多普勒頻移。所獲得的距離信息在很大程度上是唯一明確的；然后可以通過觀察復數距離信號的相位的時間上的發展來確定多普勒頻移。距離確定和速度確定彼此獨立地進行，其中，通常使用二維傅立葉變換。

由DE 10 2016 221947 A1已知一種用于機動車的示例性雷達傳感器。

為了以MIMO方法擴展快速線性調頻雷達系統以改善角度估計，必須分離發送天線的信號。這通常通過TDM方法實現，但是由于欠采樣(Unterabtastung)而會降低多普勒頻移的單值性(Eindeutigkeit)。

當前的FMCW雷達系統和快速線性調頻雷達系統始終播送(fahren)單個頻率斜坡，因此不產生平行延伸的斜坡。因此僅有條件地利用可用的時頻資源。

發明內容

本發明提供一種具有本發明的特征的MIMO雷達設備以及一種具有本發明的特征的用于運行MIMO雷達設備的方法。

優選的實施方式是相應的擴展實施方案的主題。