一种雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质技术

本申请提供一种雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质，所述雷达天线阵列布局方法包括：获取目标天线阵列的最远需求探测距离，根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的目标增益和尺寸区间；根据复用于两个探测维度的天线单元数量以及虚拟阵列中重复的天线单元数量的限制，分别确定用于方位维度的天线个数和俯仰维度的天线个数；根据目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件；根据单元间距的约束条件以及解角可靠性的设计目标，确定目标天线阵列中各单元的位置。本申请提供的雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质使车载毫米波雷达具有可靠的角度估计能力与极强的角度分辨能力，并具有高灵敏度与高动态范围，生成致密的点云，从而对目标进行精准探测。准探测。准探测。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质


[0001]本申请涉及雷达天线
，具体涉及一种雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质。

技术介绍

[0002]为了实现自动驾驶的愿景，市场对车载毫米波雷达的性能要求愈发严苛，不仅希望提高雷达对目标探测的可靠性，还希望雷达能够生成致密的点云，因此需要雷达具有高灵敏度与高动态范围，并且最重要的是，需要雷达具有极强的角度估计与角度分辨能力。
[0003]在构思及实现本申请过程中，专利技术人发现至少存在如下问题：现有的大部分雷达设计方案都是采取单芯片工作模式，使用均匀阵列的布阵形式，但孔径很小，无法满足对高角度分辨力的要求；有些方案采用了稀疏布阵的方式来拓展天线孔径，但由于天线通道数较少，孔径的增大效果有限，因此对角度估计的可靠性通常较低；大部分方案仅对发射天线的高度位置进行了偏置用以在俯仰维度进行探测，而所有的接收天线通常都位于同一高度，导致接收天线资源的浪费，从而导致俯仰探测的性能较差，甚至无法进行俯仰维度的分辨，出现角度模糊的情况。

技术实现思路

[0004]为了缓解上述问题，本申请提供一种雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质。
[0005]在一方面，本申请提供一种雷达天线阵列布局方法，具体地，所述雷达天线阵列布局方法基于多芯片级联连接方式，所述雷达天线阵列布局方法包括：
[0006]获取目标天线阵列的最远需求探测距离，根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的目标增益和尺寸区间；
[0007]所述目标天线阵列的部分天线单元同时用于方位角和俯仰角探测，根据复用于对应方位维度和俯仰维度的天线单元数量以及虚拟阵列中重复的天线单元数量的限制，分别确定用于方位维度的天线个数和俯仰维度的天线个数；
[0008]根据所述目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件；
[0009]根据所述单元间距的约束条件以及可靠性的设计目标，确定目标天线阵列中各单元的位置。
[0010]可选地，所述根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的目标增益的步骤中，按照以下表达式计算：
[0011]P
r
＝P
t
GσA
e
/4πR4[0012]其中，P
r
为雷达的接收功率，P
t
为雷达的发射功率，G为天线增益，σ为雷达散射截面积，A
e
为天线孔径，π为圆周率，R为目标与雷达的距离。
[0013]可选地，所述根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的尺寸区间的步骤中包括：
[0014]当所述最远需求探测距离位于第一距离区间时，按照所述目标天线阵列的阵元并联方式确定所述目标天线阵列的物理尺寸与探测波长之间的第一关系；
[0015]当所述最远需求探测距离位于第二距离区间时，按照所述目标天线阵列的阵元串联方式确定所述目标天线阵列的物理尺寸与探测波长之间的第二关系。
[0016]可选地，所述目标天线阵列的部分天线单元同时用于方位角和俯仰角探测，根据复用于对应方位维度和俯仰维度的天线单元数量以及虚拟阵列中重复的天线单元数量的限制，分别确定用于方位维度的天线个数和俯仰维度的天线个数的步骤中包括：
[0017]将位于同一高度不同水平位置的发射天线和接收天线组成一个用于方位角探测的方位虚拟阵列，在所述方位虚拟阵列中，排列位置重复的天线单元数量小于等于第一数量阈值；
[0018]将位于同一水平不同高度位置的发射天线和接收天线组成一个用于俯仰角探测的俯仰虚拟阵列，在所述俯仰虚拟阵列中，排列位置重复的天线单元数量小于等于第二数量阈值。
[0019]可选地，所述根据所述目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件的步骤包括以下至少一项：
[0020]当同类型天线相邻设置时，所述天线间距大于所述同类型天线物理尺寸的最大值；
[0021]当不同类型天线相邻放置时，所述天线间距大于所述不同类型天线物理尺寸的平均值。
[0022]可选地，所述根据所述目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件的步骤包括：
[0023]根据级联的多个芯片的数量，将接收天线分为数量相同的多个接收天线组；
[0024]确定任一芯片距离同组内位于中间的接收天线单元的距离与探测波长之间的第三关系，确定任一芯片距离同组内两侧的接收天线单元距离与探测波长之间的第四关系；
[0025]根据所述第三关系和所述第四关系，确定每组接收天线的天线间距与与探测波长之间的第五关系。
[0026]可选地，所述根据所述目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件的步骤包括：
[0027]根据目标天线阵列的最大可布局范围分别计算方位维度和俯仰维度的天线阵列真实孔径最大值，以确定接收天线的最大间距；
[0028]根据所述方位维度的天线阵列真实孔径最大值、俯仰维度的天线阵列真实孔径最大值和目标天线阵列的角度分辨力目标，确定用以组成虚拟阵列的发射天线的最大间距。
[0029]可选地，所述根据单元间距的约束条件以及可靠性的设计目标，确定目标天线阵列中各单元的位置的步骤包括：
[0030]分别将所述天线单元的相位中心作为位置基准，以各天线单元位置基准作为寻优参数，根据所述单元间距的约束条件以及可靠性的设计目标做自适应循环；
[0031]将对数坐标下的探测目标对应的数字合成波束主瓣高度与副瓣高度的差值作为收敛条件，计算局部最优解，作为所述目标天线阵列的位置布局结果。
[0032]另一方面，本申请还提供一种雷达天线阵列布局终端，具体地，所述雷达天线阵列
布局终端包括处理器和存储器；
[0033]所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上所述的雷达天线阵列布局方法的步骤。
[0034]另一方面，本申请还提供一种存储介质，具体地，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的雷达天线阵列布局方法的步骤。
[0035]如上所述，本申请提供的雷达天线阵列布局方法、终端和存储介质使车载毫米波雷达具有可靠的角度估计能力与极强的角度分辨能力，并具有高灵敏度与高动态范围，能够生成致密的点云，从而对目标进行精准探测。
附图说明
[0036]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本申请一实施例的雷达天线阵列布局方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达天线阵列布局方法，其特征在于，所述雷达天线阵列布局方法基于多芯片级联连接方式，所述雷达天线阵列布局方法包括：获取目标天线阵列的最远需求探测距离，根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的目标增益和尺寸区间；所述目标天线阵列的部分天线单元同时用于方位角和俯仰角探测，根据复用于对应方位维度和俯仰维度的天线单元数量以及虚拟阵列中重复的天线单元数量的限制，分别确定用于方位维度的天线个数和俯仰维度的天线个数；根据所述目标增益、尺寸区间、天线个数和角度分辨力目标，在目标天线阵列的可布局范围内确定单元间距的约束条件；根据所述单元间距的约束条件以及可靠性的设计目标，确定目标天线阵列中各单元的位置。2.根据权利要求1所述的雷达天线阵列布局方法，其特征在于，所述根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的目标增益的步骤中，按照以下表达式计算：P
r
＝P
t
GσA
e
/4πR4其中，P
r
为雷达的接收功率，P
t
为雷达的发射功率，G为天线增益，σ为雷达散射截面积，A
e
为天线孔径，π为圆周率，R为目标与雷达的距离。3.根据权利要求2所述的雷达天线阵列布局方法，其特征在于，所述根据所述最远需求探测距离确定目标天线阵列的尺寸区间的步骤中包括：当所述最远需求探测距离位于第一距离区间时，按照所述目标天线阵列的阵元并联方式确定所述目标天线阵列的物理尺寸与探测波长之间的第一关系；当所述最远需求探测距离位于第二距离区间时，按照所述目标天线阵列的阵元串联方式确定所述目标天线阵列的物理尺寸与探测波长之间的第二关系。4.根据权利要求3所述的雷达天线阵列布局方法，其特征在于，所述目标天线阵列的部分天线单元同时用于方位角和俯仰角探测，根据复用于对应方位维度和俯仰维度的天线单元数量以及虚拟阵列中重复的天线单元数量的限制，分别确定用于方位维度的天线个数和俯仰维度的天线个数的步骤中包括：将位于同一高度不同水平位置的发射天线和接收天线组成一个用于方位角探测的方位虚拟阵列，在所述方位虚拟阵列中，排列位置重复的天线单元数量小于等于第一数量阈值；将位于同一水平不同高度位置的发射天线和接收天线组成一个用于俯仰角探测的俯仰虚拟阵列，在所述俯仰虚拟阵列中，排列位置重复的天线单元数量小于等于第二数量阈值。5.根据权利要求4所述的雷达天线阵列布局方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡秦仪，
申请(专利权)人：上海蛮酷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：