[發明專利]一種毫米波車載MIMO雷達天線陣列裝置及設計方法

有效

• 申請號: 202110660455.6
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113314832B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 黃巖;馬莉;余旭濤;張慧;郭坤鵬;買劍春;周睿;陳鵬;洪偉
• 申請（專利權）人: 東南大學;南京隼眼電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/32
• 分類號: H01Q1/32;H01Q21/24;H01Q21/08;H01Q21/06;H01Q21/00;G01S3/14;G01S3/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫建朋

1.一種毫米波車載MIMO雷達天線陣列的設計方法，其特征在于，毫米波車載MIMO雷達天線陣列包括3個發射天線和4個接收天線，等效虛擬陣元數目為12，且俯仰方向有陣元分布，具有俯仰向測角能力；

設計方法包括以下步驟：

步驟1、發射天線陣列以左邊第一個發射陣元位置為參考，以dx＝λ/2為方位向間距單位，以dy＝λ/2為俯仰向間距單位，λ為信號波長；發射天線陣列方位向陣元位置分布為：

Tx＝[tx₁,tx₂,tx₃]＝[0,x_t1,x_t2]×dx

發射天線陣列俯仰向陣元位置分布為：

Ty＝[ty₁,ty₂,ty₃]＝[0,y_t1,y_t2]×dy

其中x_t1＜x_t2且均為奇數，表示發射陣元方位向陣元位置坐標；y_t1,y_t2均為奇數，表示發射陣元俯仰向陣元位置坐標；

步驟2、接收天線陣列以左邊第一個接收陣元位置為參考，以dx＝λ/2為方位向間距單位，以dy＝λ/2為俯仰向間距單位，接收天線陣列方位向陣元位置分布為：

Rx＝[rx₁,rx₂,rx₃,rx₄]＝[0,x_r1,x_r2,x_r3]×dx

接收天線陣列俯仰向陣元位置分布為：

Ry＝[ry₁,ry₂,ry₃,ry₄]＝[0,0,0,0]×dy

其中x_r1＜x_r2＜x_r3且均為偶數，表示方位向位置坐標，且x_r1≠x_r2-x_r1≠x_r3-x_r2；接收陣列都只在方位向分布，俯仰向陣元位置坐標均為0；

步驟3、根據MIMO雷達天線陣列工作原理，發射天線陣列和接收天線陣列等效為一個虛擬陣列，等效關系表示為：

TRx＝{(tx_m+rx_n)|m＝1,2,3；n＝1,2,3,4}

TRy＝{(ty_m+ry_n)|m＝1,2,3；n＝1,2,3,4}

TRx,TRy分別表示等效虛擬陣列陣元方位向位置集合和俯仰向位置集合，tx_m表示第m個發射陣元方位向位置；ty_m表示第m個發射陣元俯仰向位置；rx_n表示第n個接收陣元方位向位置；ry_n表示第n個接收陣元俯仰向位置；根據MIMO雷達天線陣列與虛擬陣列等效關系，所述毫米波車載MIMO雷達天線陣列在方位向的虛擬陣列孔徑為(x_t2+x_r3)×λ/2，俯仰向的虛擬陣列孔徑為max{y_t1,y_t2}×λ/2；

根據差和協同陣原理，MIMO雷達天線陣列的差和陣列表示為：

Zx＝{(tx_m1+rx_n1)-(tx_m2+rx_n2)}

Zy＝{(ty_m1+ry_n1)-(ty_m2+ry_n2)}

Zx為虛擬陣列方位向陣元位置差集合，Zy為虛擬陣列俯仰向陣元位置差集合，其中m1,m2∈{1,2,3}；n1,n2∈{1,2,3,4}。