雷达设备及其天线设备制造技术

雷达设备及其天线设备。本发明专利技术提供了一种雷达设备以及用于该雷达设备的天线设备。设置在发送天线集合的两侧的两个发送天线可在垂直于地面的第一方向上彼此分开预定垂直距离布置，并且四个接收天线可彼此分开预定水平距离设置，以使得可在远程检测模式和短程检测模式下容易地获得对象的垂直信息和水平信息。

Radar equipment and antenna equipment

【技术实现步骤摘要】
雷达设备及其天线设备
本公开涉及雷达设备和天线设备，更具体地，涉及一种包括多输入多输出(以下，称为“MIMO”)天线并使用天线获得中/远距离和短距离处的对象的方位角信息和仰角信息的雷达设备。
技术介绍
用于车辆的雷达设备应该具有高分辨率和角分辨力。例如，用于防止正面碰撞的汽车雷达可通过提取在相邻车道中向前行驶的车辆的路径内切入和切出的角度来确定阻断。即，可通过减少目标的误检测并使用高分辨率和角分辨力估计切入和切出中的碰撞情况来确保驾驶者的安全。此外，使用一个天线系统，汽车雷达需要用于在相对小的角范围内感测远距离处的对象的中/远程检测功能以及用于在相对大的角度范围内感测短距离处的对象的短程检测功能。此外，雷达设备通常包括多个接收天线的布置以获得高角分辨力。即，现有技术的雷达设备使用通过在多个信道中布置接收天线来增加角分辨力的结构。现有技术的具有包括多个接收天线的布置的结构的雷达设备由于天线而在结构上尺寸较大并且需要与收发器(即，RF电路)有关的许多元件，因此整个天线系统的尺寸增加。然而，目前，车辆可安装雷达设备的部分由于多个支撑结构而受到限制(例如，保险杠、车牌和雾灯中的超声波传感器)，因此雷达设备的尺寸不可避免地受到限制。最近，已开发出MIMO雷达以减小汽车雷达的尺寸。MIMO雷达具有通过以适当间隙布置发送天线来扩展接收天线的孔径的效果，因此最近已积极地研究以便减少RF芯片的数量而不会降低性能。用于车辆的MIMO雷达通常通过布置两个发送信道和多个接收信道来提供有效孔径扩展效果，并且此结构已被提出用于汽车雷达的远程雷达或中程雷达。然而，汽车雷达不仅需要检测中/远距离的宽区域，而且需要检测短距离的宽区域，因此其需要用于短程感测的附加传感器，因此，成本和复杂性增加。因此，需要将中/远程雷达和短程雷达组合以用于汽车雷达，并且通常，配置不同的发送天线并且共享接收天线以将中/远程雷达和短程雷达组合。然而，诸如中/远程雷达的分辨力的性能劣化并且诸如短程雷达的检测范围的性能劣化，因此其性能无法最大化。因此，需要开发一种雷达设备，其可检测中/远距离和短距离二者并且可缩小尺寸，同时分辨率和角分辨力维持高水平，但是传统雷达设备无法满足这些要求。
技术实现思路
在此背景下，本公开的目的在于提供一种雷达设备，通过有效地布置多个发送天线和多个接收天线，其性能可不仅最大化直至中/远程性能，而且最大化直至短程性能。本公开的另一目的在于提供一种可通过多个发送天线和多个接收天线来执行多输入多输出(MIMO)的天线以及包括该天线的雷达设备。本公开的另一目的在于提供一种天线系统，其中两个发送天线在垂直于地面的第一方向上彼此分开预定垂直距离布置，从两个发送天线同时发送发送信号，接收并处理由对象反射的反射信号，从而可在中/远程检测模式和短程检测模式二者下获取目标对象的水平信息和垂直信息。本公开的另一目的在于提供一种用于获得目标对象的水平信息和垂直信息的雷达装置的天线结构，其中三个发送天线当中设置在两侧的两个发送天线在垂直于地面的第一方向上彼此分开预定垂直距离布置，并且四个接收天线在水平方向上彼此分开预定水平距离布置。本公开的另一目的在于提供一种雷达设备，其中在中/远程检测模式和短程检测模式下发送信号的信号波形和频带的形状彼此不同，以使得可改进远距离和近距离二者的对象的水平/垂直信息的测量分辨率，同时避免干扰其它雷达装置。根据本公开的一方面，提供了一种雷达设备，该雷达设备包括：天线构件，其被配置为包括发送天线集合和接收天线集合，该发送天线集合包括至少一个第一发送天线以及在垂直于地面的第一方向上与第一发送天线间隔开第一垂直距离的第二发送天线，该接收天线集合包括设置在与第一发送天线或第二发送天线相同的垂直位置处的至少一个接收天线；收发器，其被配置为在第一检测模式或第二检测模式下使用发送天线中的至少一个来发送发送信号并使用所有接收天线来接收反射信号；以及处理器，其被配置为处理从接收天线接收的反射信号并获取对象的水平信息或垂直信息中的至少一个。接收天线集合可包括在垂直于第一方向的第二方向上依次彼此间隔开的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线。另外，第一接收天线和第四接收天线分别与第二接收天线和第三接收天线之间的中点间隔开第一水平距离A。第一发送天线可包括第一-1发送天线和第一-2发送天线，该第一-1发送天线包括4或6个阵列天线，该第一-2发送天线包括两个阵列天线，并且第二发送天线可包括4或6个阵列天线，并且第一-1发送天线和第二发送天线可在第二方向上彼此间隔开与第一水平距离的两倍对应的第二水平距离2A。在这种情况下，第一接收天线和第四接收天线中的每一个可包括两个阵列天线，并且第二接收天线和第三接收天线中的每一个可包括一个阵列天线。从第二接收天线和第三接收天线接收的信号可由处理器组合并作为一个信道信号处理。为了获得对象的水平信息，收发器可在用于中程检测的第一检测模式下从第一-1发送天线和第二发送天线发送码分发送信号，并且可在所有接收天线处接收反射信号。另外，收发器可在用于短距离检测的第二检测模式下从第一-2发送天线发送发送信号，并且可在所有接收天线处接收反射信号。为了获得对象的垂直信息，收发器可从第一-1发送天线和第二发送天线发送码分发送信号，并且可在所有接收天线处接收反射信号。根据本公开的另一方面，提供了一种天线设备，该天线设备包括：发送天线集合，其包括至少一个第一发送天线以及在垂直于地面的第一方向上与第一发送天线间隔开第一垂直距离的第二发送天线；以及接收天线集合，其包括设置在与第一发送天线或第二发送天线相同的垂直位置处并在垂直于第一方向的水平方向上彼此间隔开预定水平距离的四个接收天线。如下所述，根据本公开，可提供一种能够通过多个发送天线和多个接收天线的有效布置来使短距离检测性能以及中/远程检测性能最大化的雷达装置。更具体地，两个发送天线在垂直于地面的第一方向上彼此分开预定垂直距离布置，并且从两个发送天线同时发送发送信号，并且接收并处理从对象反射的反射信号以使得雷达设备可在中/远程检测模式和短程检测模式下以高分辨率获取水平信息和垂直信息。根据本公开的天线设备，三个发送天线当中布置在两侧的两个天线元件可在垂直于地面的第一方向上彼此分开预定垂直距离设置，并且四个接收天线可彼此分开预定水平距离设置，以使得可在远程检测模式和短程检测模式下容易地获得对象的垂直信息和水平信息。根据本公开的天线设备和雷达设备，在远程检测模式和短程检测模式下发送信号的频带和信号波形的形状可彼此不同，以使得可在远程检测模式和短程检测模式二者下改进对象的水平/垂直信息的测量分辨率，可防止与其它雷达装置的干扰。附图说明图1A和图1B示出具有公共多天线的雷达设备的示例；图2是根据本公开的实施方式的雷达设备的示意图；图3示出根据本公开的实施方式的雷达设备中所包括的天线系统中所包括的多个发送天线和多个接收天线的布置的第一实施方式；图4A和图4B示出使用根据本公开的雷达设备检测方位角信息的情况，具体地，其中提供了中/远程检测模式下的信号的时序图(图4A)以及在这种情况下发送天线和接收天线的等效状态图(图4B)；图5A和图5B示出使用根据本公开的雷达设备检测方位角信息的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达设备，该雷达设备包括：天线构件，该天线构件被配置为包括发送天线集合和接收天线集合，该发送天线集合包括至少一个第一发送天线以及在垂直于地面的第一方向上与所述第一发送天线间隔开第一垂直距离的第二发送天线，该接收天线集合包括设置在与所述第一发送天线或所述第二发送天线相同的垂直位置处的至少一个接收天线；收发器，该收发器被配置为在第一检测模式或第二检测模式下使用所述发送天线中的至少一个来发送发送信号并使用所有所述接收天线来接收反射信号；以及处理器，该处理器被配置为处理从所述接收天线接收的所述反射信号并获取对象的水平信息或垂直信息中的至少一个。

【技术特征摘要】
2018.04.09 KR 10-2018-00408311.一种雷达设备，该雷达设备包括：天线构件，该天线构件被配置为包括发送天线集合和接收天线集合，该发送天线集合包括至少一个第一发送天线以及在垂直于地面的第一方向上与所述第一发送天线间隔开第一垂直距离的第二发送天线，该接收天线集合包括设置在与所述第一发送天线或所述第二发送天线相同的垂直位置处的至少一个接收天线；收发器，该收发器被配置为在第一检测模式或第二检测模式下使用所述发送天线中的至少一个来发送发送信号并使用所有所述接收天线来接收反射信号；以及处理器，该处理器被配置为处理从所述接收天线接收的所述反射信号并获取对象的水平信息或垂直信息中的至少一个。2.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述接收天线集合包括在垂直于所述第一方向的第二方向上依次彼此间隔开的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线，其中，所述第一接收天线和所述第四接收天线分别与所述第二接收天线和所述第三接收天线之间的中点间隔开第一水平距离。3.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，所述第一发送天线包括第一-1发送天线和第一-2发送天线，该第一-1发送天线包括4或6个阵列天线，该第一-2发送天线包括两个阵列天线，并且所述第二发送天线包括4或6个阵列天线。4.根据权利要求3所述的雷达设备，其中，所述第一-1发送天线和所述第二发送天线在所述第二方向上彼此间隔开与所述第一水平距离的两倍对应的第二水平距离。5.根据权利要求4所述的雷达设备，其中，所述第一-2发送天线被设置在所述第一-1发送天线和所述第二发送天线之间。6.根据权利要求5所述的雷达设备，其中，所述第一接收天线和所述第四接收天线中的每一个包括两个阵列天线，并且所述第二接收天线和所述第三接收天线中的每一个包括一个阵列天线，并且所述处理器将从所述第二接收天线和所述第三接收天线接收的信号合成，使得所述信号被用作一个接收信道。7.根据权利要求6所述的雷达设备，其中，所述第二接收天线和所述第三接收天线被布置为在所述第二方向上彼此间隔开所述发送信号的波长的一半。8.根据权利要求3所述的雷达设备，其中，所述第一检测模式是中程检测模式或远程检测模式，并且其中，所述收发器在所述第一检测模式下从所述第一-1发送天线和所述第二发送天线发送码分发送信号并在所有所述接收天线处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在殷，任海昇，郑圣熹，
申请(专利权)人：株式会社万都，
类型：发明
国别省市：韩国,KR