改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法技术

本发明专利技术公开了改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法，属于毫米波雷达技术领域，包括MIMO天线阵列；所述MIMO天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列；发射天线阵列和接收天线阵列位于同一XY平面上，发射天线阵列和接收天线阵列分别由多通道的天线阵列排布形成，发射天线阵列和接收天线阵列中的每个天线的相位中心在XY平面均存在偏移量，形成面阵列。通过上述方式，本发明专利技术能够在有效通道数目限制下提高俯仰测角的层数，改善俯仰测角性能，能够保持毫米波雷达的水平测角性能。能够保持毫米波雷达的水平测角性能。能够保持毫米波雷达的水平测角性能。

【技术实现步骤摘要】
改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法


[0001]本专利技术涉及毫米波雷达
，具体涉及改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法。

技术介绍

[0002]毫米波雷达作为汽车辅助驾驶系统中的主要传感器，为汽车驾驶提供防撞预警，车道保持辅助等安全功能，在感知层面对毫米波雷达的感知维度和感知准度提出更高的要求，例如，对于一个具有高度的目标物，感知系统对于多源传感器权重不同，存在误检的概率，原因之一是毫米波雷达提供的目标数据置信度不够，同时缺乏俯仰高度信息；
[0003]一个毫米波雷达系统具备可靠的高度感知能力，基本要具备对空间中反射电磁波信号的采样能力，这个采样能力由阵列天线提供，多输入多输出(MIMO)天线能够提供相比天线的物理口径大的虚拟口径来实现更好的角度分辨率，然而，受限于射频通道数，阵列天线布局需要在测角模糊和测角分辨率取得平衡，同时，也要考虑如何在实现水平和俯仰测角能力上进行通道分配；
[0004]得益于射频集成电路技术的发展，通过单片集成或者多芯片级联方式实现了更多通道数的收发，但仍需对天线阵列的布局进行进一步设计，以实现在不牺牲水平测角性能的情况下，改善俯仰测角能力。
[0005]基于此，本专利技术设计了改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构及方法。
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，包括MIMO天线阵列；
[0009]所述MIMO天线阵列包括发射天线阵列和接收天线阵列；
[0010]发射天线阵列和接收天线阵列位于同一XY平面上，发射天线阵列和接收天线阵列分别由多通道的天线阵列排布形成，发射天线阵列和接收天线阵列中的每个天线的相位中心(201，301)在XY平面均存在偏移量，形成面阵列。
[0011]更进一步的，所述发射天线阵列和接收天线阵列中的每个天线的相位中心(201，301)在X轴方向上坐标位置存在横向间距，横向间距为半波长的整数倍。
[0012]更进一步的，所述发射天线阵列和接收天线阵列中天线的相位中心(201，301)在Y轴方向上至少存在两个通道具有位置偏移，偏移间距为半波长的整数倍。
[0013]更进一步的，存在Y轴方向上位置偏移的通道是发射天线阵列中的天线通道或者/和接收天线阵列中的天线通道。
[0014]更进一步的，发射天线阵列具有四通道TX1、TX2、TX3和TX4；接收天线阵列具有四
通道RX1、RX2、RX3和RX4。
[0015]一种改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一：将发射天线阵列和接收天线阵列均排布在相同的XY平面上；
[0017]步骤二、将发射天线阵列的四通道TX1、TX2、TX3和TX4在X轴方向上的间距分别控制在T12、T23和T34，为雷达中心工作频段波长一半的整数倍；T12、T23和T34可以为不相等或者相等；
[0018]步骤三、将接收天线阵列的四通道RX1、RX2、RX3和RX4在X轴方向上的间距分别控制在R12、R23和R34，为雷达中心工作频段波长一半的整数倍；
[0019]步骤四、将在发射天线阵列或/和接收天线阵列中的部分通道天线进行Y轴上的位置偏移；
[0020]步骤五：对发射天线阵列和接收天线阵列的每个通道坐标进行克罗内克乘积，得到虚拟通道的位置坐标。
[0021]更进一步的，接收天线阵列中的两个通道进行Y轴方向上偏移。
[0022]更进一步的，发射天线阵列中一个通道和接收天线阵列中两个通道进行Y轴方向上偏移。
[0023]更进一步的，发射天线阵列中一个通道和接收天线阵列中两个通道进行Y轴方向上偏移。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术能够在有效通道数目限制下提高俯仰测角的层数，改善俯仰测角性能，能够保持毫米波雷达的水平测角性能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术改善俯仰测角性能的阵列天线布局示意图；
[0028]图2为本专利技术等效虚拟口径排布示意图一；
[0029]图3为本专利技术物理孔径的阵列排布示意图一；
[0030]图4为本专利技术物理孔径的阵列排布示意图二；
[0031]图5为本专利技术物理孔径的阵列排布示意图三。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0034]实施例1
[0035]本实施例提供了改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，包括MIMO天线阵列10；
[0036]所述MIMO天线阵列10包括发射天线阵列20和接收天线阵列30；
[0037]发射天线阵列20和接收天线阵列30位于同一XY平面上，发射天线阵列20和接收天线阵列30分别由多通道的天线阵列排布形成，发射天线阵列20和接收天线阵列30中的每个天线的相位中心(201，301)在XY平面均存在偏移量，形成面阵列；
[0038]例如发射天线阵列20具有四通道TX1、TX2、TX3和TX4；接收天线阵列30具有四通道RX1、RX2、RX3和RX4；
[0039]优选的，所述发射天线阵列20和接收天线阵列30中的每个天线的相位中心(201，301)在X轴方向上坐标位置存在横向间距，横向间距为半波长的整数倍；
[0040]优选的，所述发射天线阵列20和接收天线阵列30中天线的相位中心(201，301)在Y轴方向上至少存在两个通道具有位置偏移，偏移间距为半波长的整数倍；即天线的相位中心(201，301)在Y轴方向上的坐标位置至少有两个与其他不同，例如图1中，存在TX1、RX1和RX4在Y轴方向上坐标位置与其他不同，存在TX1、RX1和RX4三个通道具有Y轴方向上的位置偏移；
[0041]优选的，存在Y轴方向上位置偏移的通道，既可以是发射天线阵列20中的天线通道，也可以是接收天线阵列30中的天线通道。
[0042]实施例2
[0043]本实施例提供了改善毫米波雷达俯仰测角的M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，其特征在于，包括MIMO天线阵列(10)；所述MIMO天线阵列(10)包括发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)；发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)位于同一XY平面上，发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)分别由多通道的天线阵列排布形成，发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)中的每个天线的相位中心(201，301)在XY平面均存在偏移量，形成面阵列。2.根据权利要求1所述的改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，其特征在于，所述发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)中的每个天线的相位中心(201，301)在X轴方向上坐标位置存在横向间距，横向间距为半波长的整数倍。3.根据权利要求2所述的改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，其特征在于，所述发射天线阵列(20)和接收天线阵列(30)中天线的相位中心(201，301)在Y轴方向上至少存在两个通道具有位置偏移，偏移间距为半波长的整数倍。4.根据权利要求3所述的改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，其特征在于，存在Y轴方向上位置偏移的通道是发射天线阵列(20)中的天线通道或者/和接收天线阵列(30)中的天线通道。5.根据权利要求1～4任一所述的改善毫米波雷达俯仰测角的MIMO阵列布局结构，其特征在于，发射天线阵列(20)具有四通道TX1、TX2、TX3和TX4；接收天线阵列(30)具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡铭，王正龙，李臣云，
申请(专利权)人：复睿智行科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：