[發(fā)明專利]雷達(dá)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110698296.9
• 申請(qǐng)日: 2021-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113848530A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿諾德·西恩;加思特沃·A·G·阿里斯蒂賈巴爾;賽義夫·阿爾哈森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/282
• 分類號(hào): G01S7/282
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 孫尚白

本公開(kāi)涉及一種多普勒頻分復(fù)用MIMO雷達(dá)系統(tǒng)。示例實(shí)施例包括一種多普勒頻分復(fù)用DDM、多輸入多輸出MIMO雷達(dá)系統(tǒng)(400)，其包括：發(fā)射器(401)，所述發(fā)射器(401)經(jīng)由不同電長(zhǎng)度(L_1?N)的對(duì)應(yīng)多個(gè)信號(hào)路徑(403_1?N)連接到多個(gè)發(fā)射器天線(402_1?N)，使得由所述發(fā)射器(401)發(fā)射的信號(hào)的相位在所述多個(gè)發(fā)射器天線(402_1?N)中的每個(gè)發(fā)射器天線處不同。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種多普勒頻分復(fù)用MIMO雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要高角分辨率。這可以不同的方式實(shí)現(xiàn)。第一種方式是使用相控天線陣列并執(zhí)行波束成形，其中多個(gè)發(fā)射器以不同的相位組合以控制波束。第二種方式是實(shí)施多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)來(lái)創(chuàng)建虛擬天線。然而，對(duì)于這兩種策略，都需要一個(gè)具有多個(gè)發(fā)射器和接收器的系統(tǒng)。這導(dǎo)致在單片級(jí)實(shí)施此類系統(tǒng)所需的面積、功耗和功率耗散隨著所需信道數(shù)目的增加而最終變得減少，以實(shí)現(xiàn)更高的角分辨率。

對(duì)于MIMO雷達(dá)系統(tǒng)，需要對(duì)每個(gè)發(fā)射器信道使用正交信號(hào)，以便能夠在接收器處重構(gòu)信息。在汽車?yán)走_(dá)中，在信道之間實(shí)現(xiàn)正交性的一種方式是使用多普勒域復(fù)用(DDM)技術(shù)。在DDM中，使用調(diào)頻信號(hào)并且在發(fā)射器信道之間產(chǎn)生頻率增量?？梢栽诮邮掌魈帢?biāo)識(shí)每個(gè)信道，因?yàn)樗鼘⒙湓诙嗥绽疹l譜中的不同頻帶頻率中。在信道之間產(chǎn)生增量頻率的一種方式是通過(guò)將相位從線性調(diào)頻脈沖改變?yōu)榫哂邢薅ㄐ蛄械木€性調(diào)頻脈沖。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在發(fā)射器處需要相位旋轉(zhuǎn)器。

現(xiàn)有的DDM MIMO雷達(dá)存在的一個(gè)問(wèn)題是需要多個(gè)發(fā)射器信道，這會(huì)占用更多的面積，并且增加系統(tǒng)的成本和功耗。另一個(gè)問(wèn)題是，使用數(shù)字技術(shù)很難精確控制發(fā)射信道之間的相移。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一方面，提供了一種多普勒頻分復(fù)用DDM、多輸入多輸出MIMO雷達(dá)系統(tǒng)，其包括發(fā)射器，所述發(fā)射器經(jīng)由不同電長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)多個(gè)信號(hào)路徑連接到多個(gè)發(fā)射器天線，使得由所述發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)的相位在所述多個(gè)發(fā)射器天線中的每個(gè)發(fā)射器天線處不同。

所述發(fā)射器可被配置成在提供到所述多個(gè)N個(gè)發(fā)射器天線中的每個(gè)發(fā)射器天線的雷達(dá)周期幀中產(chǎn)生一系列M個(gè)線性調(diào)頻脈沖。所述N個(gè)信號(hào)路徑中的每個(gè)信號(hào)路徑可具有長(zhǎng)度L_n，使得在第n個(gè)天線處的所述雷達(dá)周期幀中的第m個(gè)線性調(diào)頻脈沖與在第一天線處的所述第m個(gè)線性調(diào)頻脈沖之間的相位差等于(m-1)(n-1)*360/N。

所述N個(gè)信號(hào)路徑中的第一信號(hào)路徑的長(zhǎng)度L₁可等于A_m1λ_m，其中A_m1是整數(shù)，并且λ_m是所述雷達(dá)周期幀中的第m個(gè)線性調(diào)頻脈沖的中心頻率的波長(zhǎng)。

第n個(gè)信號(hào)路徑與所述N個(gè)信號(hào)路徑中的第一信號(hào)路徑之間的長(zhǎng)度差可等于Xnλ_n+(n-1)(n-1)λ_n/n，其中X_n是對(duì)應(yīng)于天線數(shù)目的整數(shù)。

其中所述一系列M個(gè)線性調(diào)頻脈沖中的每個(gè)線性調(diào)頻脈沖具有中心頻率，連續(xù)的線性調(diào)頻脈沖之間的所述中心頻率變化可為頻率差ΔF。

根據(jù)第二方面，提供了一種設(shè)計(jì)DDM MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的方法，所述DDM MIMO雷達(dá)系統(tǒng)具有N個(gè)天線，所述N個(gè)天線經(jīng)由長(zhǎng)度為L(zhǎng)_1-N的N個(gè)信號(hào)路徑連接到發(fā)射器，所述方法包括：

限定相隔頻率差ΔF并且具有波長(zhǎng)λ_1-M的一系列M個(gè)頻率；

確定所述N個(gè)信號(hào)路徑中的第一信號(hào)路徑的長(zhǎng)度L₁；

將所述N個(gè)信號(hào)路徑中的所述第一信號(hào)路徑與第n個(gè)信號(hào)路徑之間的長(zhǎng)度差確定為Xnλ_n+(n-1)(n-1)λ_n/n，其中X_n是整數(shù)。