用于车辆的雷达系统技术方案

本公开涉及用于车辆的雷达系统，尤其涉及以减小的无线电横截面(RCS)为特征的雷达系统。这通过提供包括一个或更多个天线结构11和空间调制表面结构12的雷达系统来实现，其中，空间调制表面结构12被配置成从入射雷达波2a产生反射波的第一部分2b1、2c1、2d1和反射波的第二部分2b2、2c2、2d2，其中，反射波的第一部分2b1、2c1、2d1相对于反射波的第二部分2b2、2c2、2d2异相。2d2异相。2d2异相。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的雷达系统


[0001]本公开总体涉及一种雷达系统以及包括雷达系统的车辆。具体地，本公开涉及具有减小的雷达横截面(RCS)的雷达系统。

技术介绍

[0002]高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统(ADS)可用于控制车辆的转向。这种ADAS/ADS确实需要感官输入来响应车辆的周围环境。因此，雷达可以安装到车辆以扫描车辆周围的部分或整个周边以寻找物体。
[0003]具体地，雷达可以安装到车辆的仪表板、保险杠或底盘后面，以面向向前或向后的驾驶方向，或面向驾驶方向的侧向或倾斜方向。还可以将雷达安装在安装到车辆的雷达罩或“天线罩”中，以扫描车辆的整个周围周边。基于雷达扫描，ADAS/ADS可以确定控制指令，例如以避开障碍物或其他道路用户。
[0004]为了满足ADAS/ADS的要求，需要特殊的雷达辐射图(例如，以实现雷达扫描的特定宽度、深度或分辨率)。这种特殊的雷达辐射图可以通过增加在用作雷达系统或在雷达系统中使用的天线板或印刷电路板(PCB)上的天线总体数量来实现。

技术实现思路

[0005]本公开涉及以减小的无线电横截面(RCS)为特征的雷达系统。这通过提供包括一个或更多个天线结构和空间调制表面结构的雷达系统来实现，其中，空间调制表面结构被配置成从入射雷达波产生反射波的第一部分和反射波的第二部分，其中，该反射波的第一部分相对于该反射波的第二部分异相。
附图说明
[0006]图1示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例。
[0007]图2A至图2D示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的不同形状的横截面的示例。
[0008]图3A和图3B示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例，其中，表面结构是一维重复的。
[0009]图4A和图4B示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例，其中，表面结构是二维重复的。
[0010]图5A至图5C示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例，其中，应用了波状图案。
[0011]图6A至图6C示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例，其中，应用了凸半球和凹半球的图案。
[0012]图7A至图7C示出了根据本公开的实施方式的雷达系统的示例，其中，应用了凹半球的图案。
[0013]图8A至图8C示出了根据本公开的实施方式的来自雷达系统的反射强度的示例。
[0014]图9示出了异相反射的示例。
[0015]图10示出了根据本公开的实施方式的包括多个表面结构的天线的示例。
具体实施方式
[0016]满足ADAS/ADS的分辨率、深度和精度要求的雷达系统需要多个天线元件，这导致雷达系统的雷达横截面(RCS)增大。由于从雷达发射的雷达波传播通过附近的部件(例如，仪表板、保险杠、底盘或“天线罩”)，所以发生来自这些部件的反射。这种反射可能不利地影响天线元件的精度，例如可能被感知为噪声。
[0017]现有技术存在例如通过将人工结构表面(Meta surface)或理想吸收材料(PAM)应用到附近部件来减少雷达系统与附近部件之间的反射。该解决方案具有低频带宽，并且对将人工结构表面的频率谐振移离目标频率的附近部件具有高度敏感。雷达系统也可以相对于附近部件的表面倾斜。考虑到多个附近部件，难以避免平行于雷达系统定向的表面。而且，这种解决方案需要更多的空间来安装雷达系统，并且对制造公差(在PAM的人工结构表面的制造中以及在其定位/定向中)具有高度敏感。
[0018]鉴于这些技术问题，本公开旨在减少雷达系统的RCS以减少雷达系统与附近部件之间的反射。
[0019]具体地，提供了一种雷达系统，该雷达系统包括一个或更多个天线结构和空间调制表面结构(SMSS)，其中空间调制表面结构被配置为从入射雷达波生成反射波的第一部分和反射波的第二部分，其中，该反射波的第一部分相对于该反射波的第二部分异相。
[0020]通过为雷达系统提供具有将入射雷达波反射为异相反射波的性质的空间调制表面结构，减少了雷达系统的反射以及在天线元件处看到的反射(例如破坏性叠加)。这包括单稳态反射(例如反射平行于入射波的方向)和双稳态反射(例如反射在不同于入射波的方向上散射)。因此，与入射雷达波相比，反射雷达波的功率减小，由此实现减小的RCS。结果，减少了附近部件与雷达系统之间的反射，从而减少了噪声并提高了雷达系统的精度。当实施根据本公开的实施方式的空间调制表面结构时，与人工结构表面和PAM相比，对制造公差的敏感度也较低。
[0021]参照附图，在下面详细描述本专利技术的优选实施方式。在下文中，通过使用附图标记来参考附图。由相同的附图标记表示的部件基本相同，并且为了简明起见省略了对其的重复描述。
[0022]根据实施方式的雷达系统包括至少一个天线结构11和至少一个空间调制表面结构12。这里，空间调制表面结构12被配置成从入射雷达波2a产生反射波的第一部分2b1、2c1、2d1和反射波的第二部分2b2、2c2、2d2，其中，反射波的第一部分2b1、2c1、2d1相对于反射波的第二部分2b2、2c2、2d2异相(或具有直接相反的相位)(例如，沿预定方向)。
[0023]如果天线结构11和空间调制表面结构12被设置在天线板1的同一表面10上，那么它们可以被设置在该表面的不同区域。作为具体示例，结构11、12可以设置在天线板1(例如PCB)的表面10上，如图1所示。这里，天线结构11和空间调制表面结构12的非重叠区域用不同的阴影表示。这里，未被天线结构11占据的区域(例如“空闲区域”)可以完全或部分被空间调制表面结构12覆盖。
[0024]在图1中，天线板1、天线结构11和空间调制表面结构12被示为具有矩形形状。然而，结构的数量、其位置以及天线板和结构的形状可以变化(例如，根据雷达系统的预期应用)，并且不限于矩形形状。例如，空间调制表面结构12可以应用于天线结构11周围的区域。例如，空间调制表面结构12可以以填充未被天线结构11占据的区域(例如“空闲区域”)的方式分布在整个表面10上。例如，空间调制表面结构12可以位于与天线结构11所处的位置不同的表面上(例如，在图1中的天线板1的下侧上的底面上)。例如，空间调制表面结构12可以位于可以是雷达系统的一部分的不同板(例如，天线板(例如，天线PCB)或设置在天线结构附近的电子板(例如，电子PCB))的表面上。通过任何这样的(可组合的)配置，可以减少雷达系统的反射和RCS。
[0025]异相反射可以由空间调制表面结构12通过以如下方式反射入射波来产生，即与反射波的第二部分相比，反射波的第一部分以例如180
°
、540
°
、900
°
等(或π、3π、5π等)的相移反射。因此，两个反射部分以破坏性的方式重叠，例如相互抵消。
[0026]为了更好地解释异相反射意味着什么，参照图9。在该示例中，入射波2a相对于具有空间调制表面结构12的板的表面的法线以大约45
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达系统，该雷达系统包括至少一个天线结构(11)和至少一个空间调制表面结构(12)，其中，所述空间调制表面结构(12)被配置成从入射雷达波(2a)生成反射波的第一部分(2b1、2c1、2d1)和反射波的第二部分(2b2、2c2、2d2)，其中，所述反射波的第一部分(2b1、2c1、2d1)相对于所述反射波的第二部分(2b2、2c2、2d2)异相。2.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述反射无线电波的所述第一部分(2b1、2c1、2d1)与所述反射无线电波的所述第二部分(2b2、2c2、2d2)相比以
±
90
°
的容差被反射(2n－1)
×
180
°
，其中，3.根据权利要求1或2所述的雷达系统，其中，所述空间调制表面结构(12)包括从所述雷达系统的基线表面(10)突出和/或凹入的多个元件。4.根据权利要求3所述的雷达系统，其中，所述至少一个天线结构(11)被配置用于发射预定波长λ的信号；并且其中，所述多个元件的空间尺寸被适配成在所述预定波长的(2n
‑
1)
×
λ/2内，其中，5.根据权利要求3或4所述的雷达系统，其中，所述多个元件中的每一个元件具有预定形状，所述预定形状在所述雷达系统的所述基线表面上沿着预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：