CN104237874A - 雷达装置及天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达装置及天线装置，尤其公开了一种包括能在抑制栅瓣的同时提高分辨率的天线结构的雷达装置及天线装置。

Description

雷达装置及天线装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年6月12日提交的专利申请号为10-2013-0066873的韩国专利申请的优先权，出于所有目的其阐述的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及一种雷达装置及天线装置。
背景技术
相关技术中雷达装置利用增加接收端的天线间距的天线结构，以提高感测物体的精确度，即分辨率。
然而，虽然这种天线结构可以提高分辨率，但存在一个问题，即由于增加接收端的天线间距，栅瓣出现位置靠近主波束位置，即中心位置。
此外，相关技术中的雷达装置还有一个问题在于由于大量信号在倾斜区而非在感兴趣的前方区接收，所以物体感测性能较差。
发明内容
在此背景下，本发明的一个目的是提供一种雷达装置及天线装置，其具有在提高分辨率的同时抑制栅瓣的天线结构。
本发明的另一个目的是提供一种雷达装置及天线装置，其具有天线分组结构，通过设置较小波束宽度的发射天线并将多个发射天线绑定在一起来设计该天线分组结构，以降低倾斜区而非感兴趣的前方区的信号接收。
为实现上述目标，根据本发明的一个方面，提供了一种雷达装置其包括：发射天线单元，包括多个发射天线；发射天线分组单元，用于根据发射天线组的预定数目对所述多个发射天线进行分组，使得根据发射天线组的所述预定数目设置所述发射天线组，并以预定的发射天线组间距形成所述发射天线组；接收天线单元，包括以接收天线间距设置的多个接收天线，所述接收天线间距根据所述发射天线组的数目和所述发射天线组间距来确定；信号发射/接收单元，用于通过根据所述发射天线组的数目的所述发射天线组发射信号，并且通过所述多个接收天线接收当所发射的信号被反射时的信号；以及物体感测单元，用于根据所接收的信号感测物体。
根据本发明的另一个方面，提供了一种天线装置，其包括：发射天线单元，包括多个发射天线；发射天线分组单元，用于根据发射天线组的预定数目对所述多个发射天线进行分组，使得根据发射天线组的所述预定数目设置所述发射天线组，并以预定的发射天线组间距形成所述发射天线组；以及接收天线单元，包括以接收天线间距设置的多个接收天线，所述接收天线间距根据所述发射天线组的数目和所述发射天线组间距来确定。
根据上述本发明，能够提供一种雷达装置及天线装置，其具有能在提高分辨率的同时抑制栅瓣的天线结构。
此外，根据本发明，能够提供一种具有天线分组结构的雷达装置及天线装置，通过设置具有较小波束宽度的发射天线并将多个发射天线绑定在一起来设计所述天线分组结构，以降低倾斜区而非感兴趣的前方区的信号接收。
附图说明
通过结合附图的以下详细描述，本发明以上及其他目标、特征及优点将变得更加明显，在附图中：
图1为根据本发明示例实施例的雷达装置的框图；
图2为示出根据本发明示例实施例的雷达装置的完整天线结构的示意图；
图3a和图3b为例示根据本发明示例实施例的雷达装置的发射天线结构的示图；
图4和图5为例示完整天线结构的示图，在根据本发明示例实施例的雷达装置中，形成虚拟接收天线的方法应用于该完整天线结构；
图6为根据本发明示例实施例的天线装置的框图；
图7为示出根据本发明示例实施例的在雷达装置及天线装置中避免栅瓣现象的原理图。
具体实施方式
本发明涉及一种雷达装置及天线装置，其具有能在提高分辨率(也称为“分辨能力或识别力”)的同时抑制栅瓣的天线结构。
此处示例公开的天线结构具有天线配置结构，其具有扩大的孔以提高分辨率并抑制栅瓣，其还可以包括天线配置结构，在该天线配置结构中形成虚拟接收天线并控制该虚拟接收天线的形成位置。
另外，此处示例公开的天线结构还可以包括天线分组结构，通过设置具有较小波束宽度的发射天线并将多个发射天线绑定在一起来设计该天线分组结构，以降低倾斜区而非感兴趣的前方区的信号接收。
在下文中，将会参照例示性附图更详细地描述此处公开的天线结构以及使用该天线结构的雷达装置及天线装置。
图1为根据本发明示例实施例的雷达装置的框图。
参考图1，根据本发明示例实施例的雷达装置100包括发射天线单元110、发射天线分组单元120、接收天线单元130、信号发射/接收单元140以及物体感测单元150。
发射天线单元110包括多个用于信号发射的发射天线。
发射天线分组单元120根据发射天线组的预定数目对多个发射天线进行分组，使得根据发射天线组的预定数目来形成发射天线组，并且该发射天线组相互间隔预定发射天线组间距。
接收天线单元130包括以接收天线间距间隔配置的多个接收天线。这里，接收天线间距可以根据发射天线组的数目及发射天线组间距来限定。接收天线间距、发射天线组数目以及发射天线组间距可以由相关函数来限定(如，接收天线间距＝发射天线组的数目×发射天线组间距)。即，接收天线间距、发射天线组的数目及发射天线组间距中的两个值可以提前限定，剩下的一个值可以根据预先限定的值而限定。
信号发射/接收单元130可以根据发射天线组的数目通过发射天线组发射信号，并且通过多个接收天线来接收当发射的信号在雷达装置100周围被反射时的信号。
物体感测单元150可以根据接收的信号感测物体。
上述简单描述的每个组件将在下面更详细地进行描述。
上述的发射天线单元110及接收天线单元120可以为包含在单个天线单元中的组件。
上述的发射天线单元110可以包括Nt(≥2)个发射天线，接收天线单元130可以包括Nr(≥2)个接收天线，其中Nt个发射天线以及Nr个接收天线可以根据分辨率、栅瓣等而具有具体结构(间距、数目、配置位置、分组等)。这里，Nt指发射天线的总数目，Nr指实际接收天线的数目。此处的分辨率也称为分辨能力，即准确区分两相邻物体的性能。这是雷达装置100非常重要的性能因素之一。
参考图2，发射天线分组单元120对Nt个发射天线A1,A2,...,ANt进行分组，使得可以根据发射天线组的预定数目Ng形成发射天线组G1,G2,...,GNg。
信号从通过这种发射天线分组形成的每一发射天线分组发射。即Tx1信号从发射天线组G1发射，Tx2信号从发射天线组G2发射，...，并且TxNg信号从发射天线组GNg发射。
可以认为各个发射天线组间隔开预定间距(发射天线组间距)。即，可以认为雷达装置100发射相互间隔预定间距(发射天线组间距)的信号。
参考图2及下表1，通过对Nt个发射天线A1,A2,...,ANt进行发射天线分组的发射天线结构可根据发射天线的总数Nt、发射天线组的大小n、发射天线组的数目Ng以及发射天线组的间距Dg来限定，Nr个接收天线B1,B2,...,BNr的接收天线结构可根据接收天线的数目Nr及接收天线的间距Dr来限定。
表1
表1中6个信息项(Nt,n,Ng,Dg,Nr,Dr)中的一些为预定设计值，其余的可以根据取决于预定设计值的相关函数来确定。例如，发射天线组的数目Ng以及发射天线组的间距Dg以及接收天线的数目Nr可以为根据雷达装置100的需求条件(如分辨率条件、栅瓣避免条件、波束模式条件等)而预定的设计值。此外，发射天线组的数目Ng可以为根据发射天线的总数Nt及发射天线组的大小n确定的信息项。这里，发射天线组的大小n为发射天线组中发射天线的数目。
接收天线的间距Dr、发射天线组的数目Ng以及发射天线组的间距Dg可以具有如下方程式1的关系。
方程式1：
Dr＝Ng×Dg
根据方程式1，接收天线的间距Dr可以为由发射天线组的数目Ng与发射天线组的间距Dg相乘得到的值。
由于接收天线的间距Dr如上述确定，所以根据本发明示例实施例的雷达装置100在利用通过多个接收天线接收的接收信号执行检测距物体的距离、物体的速度以及物体的方位(bearing)的物体检测功能时可增加物体的检测精度。即，可以实现高分辨率。增加接收天线的间距以实现上述的高分辨率的天线结构可以称之为“扩大的孔结构”。
同时，当采用扩大的孔结构的天线结构时，接收端的栅瓣出现位置靠近主波束所在的中心位置。据此，根据本发明示例实施例的雷达装置100还可以包括一种天线结构，其具有通过形成虚拟接收天线以使栅瓣出现位置远离主波束所在的中心位置(即抑制栅瓣)的“虚拟孔结构”。下面将再次描述这种虚拟孔结构。
上述的发射天线分组单元120可以由例如用于互连发射天线的电路来实现。
下面将更详细地描述发射天线分组单元120的发射天线分组。
发射天线分组单元120可执行发射天线分组，使得包含在每个发射天线分组内的发射天线可以重叠。即，发射天线分组单元120可以使多个发射天线中的至少一个通常包含在两个或更多个发射天线组中。
由上述发射天线分组单元120的发射天线分组形成的每个发射天线组可以为其中以相同数目绑定在一起的发射天线的发射天线组。
由上述发射天线分组单元120的发射天线分组形成的各个发射天线组的数目可根据发射天线的总数及发射天线组的大小(发射天线组内的发射天线的数目)确定。
例如，假定被绑定在发射天线组内的发射天线的数目相互相等，则发射天线组的数目可以等于通过将发射天线的总数与每个发射天线组中发射天线的数目减去1后所得到的值相减所确定的值。因此，发射组的数目、发射天线的总数以及每个发射天线组中发射天线的数目具有如下方程式2的关系。
方程式2：
Ng＝Nt-n+1
在方程式2中，Ng为发射天线组的数目，Nt为发射天线的总数，n为发射天线组的大小(发射天线组内的发射天线的数目)。
以下将参考图3a及图3b并通过示例的方式描述上述发射天线分组及发射天线组的数目。
图3a及图3b为根据本发明示例实施例的雷达装置100的发射天线结构的示例图。
图3a为发射天线的总数为4的情况下发射天线分组的示意图，每个发射天线组的大小(发射天线组内的发射天线的数目)为3。此外，图3b为发射天线的总数为5的情况下发射天线分组的示意图，每个发射天线组的大小为3。
参考图3a，根据4个发射天线A1,A2,A3及A4的分组，形成两个发射天线组G1和G2。
参考图3a，发射天线组G1为发射天线A1、发射天线A2及发射天线A3绑定在一起形成的组，并发射Tx1信号。发射天线组G2为发射天线A2、发射天线A3及发射天线A4绑定在一起形成的组，并发射Tx2信号。
参考图3b，根据5个发射天线A1,A2,A3,A4及A5的分组，形成三个发射天线组G1、G2和G3。
参考图3b，发射天线组G1为发射天线A1、发射天线A2及发射天线A3绑定在一起形成的组，并发射Tx1信号。发射天线组G2为发射天线A2、发射天线A3及发射天线A4绑定在一起形成的组，并发射Tx2信号。发射天线组G3为发射天线A3、发射天线A4及发射天线A5绑定在一起形成的组，并发射Tx3信号。
同时如图1所示，根据本发明示例实施例的雷达装置100还可以包括虚拟接收天线形成单元160，其执行控制以使得虚拟接收天线虚拟地形成在没有放置Nr(≥2)个实际接收天线的位置处。
上述虚拟接收天线形成单元160可根据接收天线被放置的位置及发射天线组的间距Dg来确定虚拟接收天线将会虚拟形成的位置。例如，虚拟接收天线可虚拟形成在从放置接收天线的位置移动发射天线组的间距Dg的位置处。
上述虚拟接收天线形成单元160可执行控制，使得通过执行生成具有相位差的虚拟信号的信号处理，虚拟接收天线可以虚拟形成在没有放置多个接收天线的位置处，该相位差根据与通过多个接收天线接收的信号有关的发射天线组间距而确定。结果，可以获得与在期望位置接收实际信号时所获得的相同效果。
也就是说，虚拟接收天线形成单元160执行生成虚拟信号(该信号生成与实际接收的信号有关的相位差)的信号处理，就好像该信号是通过虚拟放置在没有放置实际接收天线的位置处的虚拟接收天线接收的。
此处，描述“形成虚拟接收天线”可以解读为“未实际接收的接收信号被虚拟生成”。在本文中，虚拟接收天线配置结构(天线的间距及数目)可以与生成未实际接收的接收信号的结构(天线的间距及数目)具有同样意义。
上述虚拟接收天线形成单元160可执行控制，使得相同数目的虚拟接收天线可虚拟形成在每两个相邻接收天线之间的空间内。
此外，上述虚拟接收天线形成单元160可执行控制，使得虚拟接收天线可根据发射天线组数目Ng及接收天线数目Nr确定的虚拟接收天线的数目而形成。
也就是说，虚拟接收天线的数目Nv可根据发射天线组的数目Ng减去1后与接收天线的数目Nr相乘来确定，如下面方程式3所示。
方程式3：
Nv＝Nr(Ng-1)
同时，为减小雷达装置100(天线单元)的大小，虚拟接收天线形成单元160可执行控制，使得虚拟接收天线只形成在多个实际接收天线中最外侧接收天线的内侧。即，虚拟接收天线形成单元160不会在多个实际接收天线中最外侧接收天线之外生成虚拟信号。
如上所述，当执行控制，使得虚拟接收天线不虚拟地形成在最外侧接收天线之外时，用于感测物体的虚拟接收天线的数目Nv可根据下面的方程式4确定。
方程式4：
Nv＝(Nr-1)(Ng-1)
如上所述，当虚拟接收天线形成在接收端时，物体感测单元150可根据通过Nr个实际接收天线实际接收的信号以及被认为通过Nv个虚拟接收天线接收的虚拟信号(如虚拟生成的虚拟信号)来感测物体。
上述物体感测单元150可以通过信号处理方法基于单个合成信号检测距物体的距离、物体的速度以及物体的方位，该单个合成信号是通过补偿与实际接收的信号及虚拟生成信号有关的信号间相位差以及对经过该相位差补偿的信号进行合成获得的。当通过如上述的信号处理方法进行补偿信号间相位差来检测物体时，可以获得校正雷达装置100的偏差的效果。即考虑到水平或垂直方向，引起雷达装置100在错误方向上发射(辐射)信号的偏差可通过信号处理方法来进行校正，甚至于无需物理校正雷达装置100的安装角等。
图4及图5为例示完整天线结构的示图，在根据本发明示例实施例的雷达装置中，形成虚拟接收天线的方法应用于该完整天线结构。
图4为发射天线的总数Nt为4及接收天线的数目Nr为5的天线结构的示意图。
在图4所例示的完整天线结构中，发射天线结构为具有四个发射天线A1,A2,A3及A4的结构，且对四个发射天线A1,A2,A3及A4执行分组。
与发射天线分组有关，发射天线结构具有发射天线组的大小为3的结构，这样形成两个发射天线组G1和G2。即，根据四个发射天线A1,A2,A3及A4的分组，形成由发射天线A1、发射天线A2及发射天线A3绑定在一起的发射天线组G1和由发射天线A2、发射天线A3及发射天线A4绑定在一起的发射天线组G2。
此外，发射天线组之间的发射天线组的间距Dg具有值D。由于每个发射天线组为三个发射天线绑定在一起的组，所以每个发射天线组的组位置与发射天线组的三个发射天线中位于中心位置的发射天线的位置相同。根据图4的示例，发射天线组G1的组位置对应于发射天线A2所在的位置，发射天线组G2的组位置对应于发射天线A3所在的位置。因此，发射天线组G1与发射天线组G2之间的间距Dg可以与发射天线A21与发射天线A2之间的间距d相同。
在图4所例示的完整天线结构中，接收天线为具有五个接收天线B1,B2,B3,B4及B5以及虚拟接收天线虚拟地形成的结构。
参考图4，接收天线间距Dr可以具有发射天线组的数目Ng与发射天线组的间距Dg相乘获得的值，即Dr＝Ng×Dg＝2D。
参考图4，根据形成虚拟接收天线的方法，五个虚拟接收天线b1,b2,b3,b4及b5为虚拟形成在未放置五个接收天线B1,B2,B3,B4及B5的位置处。
虚拟接收天线的数目Nv可由发射天线组的数目Ng减去1得到的值与接收天线的数目Nr相乘确定，即Nv＝Nr×(Ng-1)＝5×(2-1)＝5。
虚拟接收天线形成的位置根据接收天线放置的位置以及发射天线组的间距Dg确定。即，虚拟接收天线b1虚拟形成在与接收天线B1放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置处，虚拟接收天线b2虚拟形成在与接收天线B2放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置处，虚拟接收天线b3虚拟形成在与接收天线B3放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置处，虚拟接收天线b4虚拟形成在与接收天线B4放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置处，虚拟接收天线b5虚拟形成在与接收天线B5放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置处。
考虑到虚拟接收天线的形成，接收端上每两个相邻天线之间的间距Dr’等于D。
根据图4的完整天线结构的信号接收及发射描述如下。
Tx1信号通过发射天线组G1发射，Tx2信号通过发射天线组G2发射。
五个实际接收天线B1,B2,B3,B4及B5分别实际接收Rx1,Rx2,Rx3,Rx4及Rx5信号。
应当考虑的是，虚拟形成的五个虚拟接收天线b1,b2,b3,b4及b5分别接收rx1,rx2,rx3,rx4及rx5信号，其为根据与实际接收信号有关的信号处理方法虚拟生成的虚拟信号。
通过五个实际接收天线B1,B2,B3,B4及B5实际接收的信号(Rx1信号,Rx2信号,Rx3信号,Rx4信号及Rx5信号)为Tx1信号被反射时接收的信号，被认为是通过虚拟形成的五个虚拟接收天线b1,b2,b3,b4及b5虚拟接收的虚拟信号(rx1信号,rx2信号,rx3信号,rx4信号及rx5信号)被认为是Tx2信号被反射时接收的虚拟信号。
同时，参考图4，虚拟接收天线(图4中的b5)不能虚拟形成在五个实际接收天线B1,B2,B3,B4及B5中的最外侧接收天线B1或B5之外，或者即使考虑到计算量等虚拟形成虚拟接收天线，也不能使用相应的信号(图4中的rx5)。
图4所示例的完整天线结构可用如表2中的相关因数总结。
表2
图5为发射天线的总数Nt为5及接收天线的数目Nr为4的天线结构的示意图。
在图5所例示的完整天线结构中，发射天线结构为具有五个发射天线A1,A2,A3,A4及A5的结构，且对五个发射天线A1,A2,A3,A4及A5执行分组。
与发射天线分组有关，发射天线结构具有发射天线组的大小n为3的结构，这样形成三个发射天线组G1,G2和G3。即根据五个发射天线A1,A2,A3,A4及A5的分组，由发射天线A1、发射天线A2及发射天线A3绑定在一起形成的发射天线组G1，由发射天线A2、发射天线A3及发射天线A4绑定在一起形成的发射天线组G2，以及由发射天线A3、发射天线A4及发射天线A5绑定在一起形成的发射天线组G3。
此外，每相邻两发射天线组之间的发射天线组间距Dg具有值D。由于每个发射天线组为三个发射天线绑定在一起的组，所以每个发射天线组的组位置与三个发射天线中位于中心位置的发射天线的位置相对应。根据图5的示例，发射天线组G1的组位置对应于发射天线A2所在的位置，发射天线组G2的组位置对应于发射天线A3所在的位置，发射天线组G3的组位置对应于发射天线A4所在的位置。因此，发射天线组G1与发射天线组G2之间的间距Dg对应于发射天线A21与发射天线A2之间的间距d。
在图5所例示的完整天线结构中，接收天线为具有四个接收天线B1,B2,B3及B4以及虚拟接收天线虚拟地形成的结构。
参考图5，接收天线间距Dr可以对应于发射天线组的数目Ng与发射天线组的间距Dg相乘获得的值，即Dr＝Ng×Dg＝3D。
参考图5，根据形成虚拟接收天线的方法，八个虚拟接收天线b'1,b"1,b'2,b"2,b'3,b"3,b'4及b"4虚拟形成在没有放置四个接收天线B1,B2,B3及B4的位置处。
虚拟接收天线的数目Nv可由发射天线组的数目Ng减去1得到的值与接收天线的数目Nr相乘确定。即，Nv＝Nr×(Ng-1)＝4×(3-1)＝8。
虚拟接收天线形成的位置根据接收天线放置的位置以及发射天线组的间距Dg确定。
换句话说，虚拟接收天线b'1虚拟形成在与接收天线B1放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置，虚拟接收天线b″1虚拟形成在与虚拟接收天线b'1形成的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置。虚拟接收天线b'2虚拟形成在与接收天线B2放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置，虚拟接收天线b″2虚拟形成在与虚拟接收天线b'2形成的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置。虚拟接收天线b'3虚拟形成在与接收天线B3放置的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置，虚拟接收天线b″3虚拟形成在与虚拟接收天线b'3形成的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置。虚拟接收天线b'4虚拟形成在与接收天线B4放置的位置间隔发射天线组的间距Dg(＝D)的位置，虚拟接收天线b″4虚拟形成在与虚拟接收天线b'4形成的位置间隔发射天线组间距Dg(＝D)的位置。
考虑到如上所述的虚拟接收天线的形成，接收端上每相邻两天线之间的间距Dr’相当于D。
根据图5所示的完整天线结构的信号接收及发射描述如下。
Tx1信号通过发射天线组G1发射，Tx2信号通过发射天线组G2发射，Tx3信号通过发射天线组G3发射。
四个实际接收天线B1,B2,B3及B4分别实际接收Rx1,Rx2,Rx3及Rx4信号。
应当考虑的是，在虚拟形成的虚拟接收天线中，四个虚拟接收天线b'1,b'2,b'3及b'4分别接收rx'1,rx'2,rx'3及rx'4信号，其为通过与实际接收信号有关的信号处理方法虚拟生成的虚拟信号。
应当考虑的是，在虚拟形成的虚拟接收天线中，其余的四个虚拟接收天线b"1,b"2,b"3及b"4分别接收rx"1,rx"2,rx"3及rx"4信号，其为通过与实际接收信号有关的信号处理方法虚拟生成的虚拟信号。
通过四个实际接收天线B1,B2,B3及B4实际接收的信号(Rx1,Rx2,Rx3及Rx4信号)为Tx1信号被反射时接收的实际信号。此外，被认为是通过虚拟形成的四个虚拟接收天线b'1,b'2,b'3及b'4虚拟接收的虚拟信号(rx'1,rx'2,rx'3及rx'4信号)为与Tx2信号被反射时接收的信号相同的虚拟信号，被认为是通过虚拟形成的其余的四个虚拟接收天线b"1,b"2,b"3及b"4虚拟接收的其余的虚拟信号(rx"1,rx"2,rx"3及rx"4信号)为与Tx3信号被反射时接收的信号相同的虚拟信号。
同时，参考图5，虚拟接收天线(图5中的b'4,b"4)不能虚拟形成在四个实际接收天线B1,B2,B3及B4中的最外侧接收天线B1或者B4之外，或者即使虚拟接收天线虚拟形成，为了降低计算量等，也不能使用对应的信号(图5中的rx'4及rx"4)。
图5所示的完整天线结构可用如表3中的相关因数总结。
表3
图6为根据本发明示例实施例的天线装置600的框图。
参考图6，根据本发明实施例的天线装置600包括：包括多个发射天线的发射天线单元610；发射天线分组单元620，用于根据发射天线组的预定数目对多个发射天线进行分组，使得根据发射天线组的预定数目形成发射天线组，并以发射天线组间距进行设置该发射天线组；以及包括以接收天线间距设置的多个接收天线的接收天线单元630，该接收天线间距根据发射天线组的数目及发射天线组间距确定。
发射天线组的数目可根据发射天线的总数及发射天线组的大小确定。
接收天线间距可以具有由发射天线组的数目与发射天线组间距相乘所获得的值。
参考图6，根据本发明实施例的天线装置600还可以包括虚拟接收天线形成单元640，用于执行控制，使得虚拟接收天线虚拟形成在没有放置多个接收天线的位置处。
虚拟接收天线形成单元640可执行控制，通过执行生成具有相位差的虚拟信号的信号处理使得虚拟接收天线虚拟形成在没有放置多个接收天线的位置处，该相位差根据与通过多个接收天线接收的信号有关的发射天线组间距而确定。
虚拟接收天线形成单元640可执行控制，使得同样数目(Ng-1)的虚拟接收天线虚拟形成在每相邻两个接收天线之间。
虚拟接收天线形成单元640可执行控制，使得虚拟接收天线可根据发射天线组及接收天线数目所确定的虚拟接收天线的数目形成。
虚拟接收天线形成单元640可执行控制，使得虚拟接收天线只形成在多个接收天线中最外侧接收天线的内侧。
天线装置600的天线结构与图1-5中的上述天线结构相同。
根据本发明示例实施例的雷达装置100及天线装置600的一个目标是提高分辨率。这里，分辨率也被称为是识别力(分辨能力)，意思是精确识别两相邻物体的性能。这是雷达装置100及天线装置600非常重要的性能因素之一。
此外，根据本发明实施例的雷达装置100及天线装置600的另一个目标是避免栅瓣，其也是雷达装置100及天线装置600非常重要的性能因素之一。将参考图7进行描述栅瓣出现及避免条件。
图7为示出用于避免根据本发明示例实施例的雷达装置100及天线装置600中的栅瓣现象的原理图。
参考图7，当具有半径kd的圆投影到Ψ时，若通用图案中存在的一个或多个峰值属于这个范围，则会发生栅瓣现象。
此时，栅瓣存在且具有与主波束相同的大小。
为避免这种栅瓣，应当满足下面的方程式5。
方程式5：
2 kd < 2 &pi; &DoubleRightArrow; d < 1 2 &lambda;
在方程式5中，kd为信号的投影(发射)半径，d为天线间距，λ为信号的波长。
根据方程式5，为避免栅瓣，天线间距d应当小于信号的半波长λ/2。
然而，当天线间距d太小时，分辨率(分辨能力)也降低。
因此，考虑到避免栅瓣和高分辨率，天线间距d应当小于信号的半波长λ/2，且大于不过度降低分辨率的临界值(天线间距的临界值)。
如上所述，为符合天线间距d实现避免栅瓣且高分辨率的条件，根据本发明示例实施例的雷达装置100及天线装置600在合适的位置及以合适的间距形成虚拟接收天线，使得接收端天线间距Dr’变得大于不过度降低分辨率的临界值(天线间距的临界值)，且小于信号的半波长λ/2，从而具有合适的天线结构。
也就是说，根据上述本发明，可以提供一种雷达装置及天线装置，其包括能在提高分辨率的同时抑制栅瓣的天线结构。
另外，根据本发明，可以提供一种雷达装置及天线装置，其提供有天线分组结构，通过设置具有较小波束宽度的发射天线且将多个发射天线绑定在一起来设计该天线分组结构，以降低倾斜区而非感兴趣的前方区的信号接收和栅瓣的影响。
在这种情况下，当使虚拟阵列天线的间距等于或大于半波长且使接收天线间距抑制栅瓣的影响，还可以进一步提高分辨率。

Claims (13)

1.一种雷达装置，包括：
发射天线单元，包括多个发射天线；
发射天线分组单元，用于根据发射天线组的预定数目对所述多个发射天线进行分组，使得根据发射天线组的所述预定数目设置所述发射天线组，并以预定的发射天线组间距形成所述发射天线组；
接收天线单元，包括以接收天线间距设置的多个接收天线，所述接收天线间距根据所述发射天线组的数目和所述发射天线组间距来确定；
信号发射/接收单元，用于通过根据所述发射天线组的数目的所述发射天线组发射信号，并且通过所述多个接收天线接收当所发射的信号被反射时的信号；以及
物体感测单元，用于根据所接收的信号感测物体。
2.根据权利要求1所述的雷达装置，其中所述发射天线分组单元使所述多个发射天线中的至少一个通常包含在两个或更多个发射天线组中。
3.根据权利要求1所述的雷达装置，其中所述发射天线组的数目根据所述发射天线的总数及所述发射天线组的大小确定。
4.根据权利要求1所述的雷达装置，还包括：虚拟接收天线形成单元，用于执行控制，以使得虚拟接收天线虚拟地形成在没有放置所述多个接收天线的位置处。
5.根据权利要求4所述的雷达装置，其中所述虚拟接收天线形成单元执行控制，以使得相同数目的虚拟接收天线虚拟地形成在每两个相邻接收天线之间。
6.根据权利要求4所述的雷达装置，其中所述虚拟接收天线形成单元执行控制，以使得通过执行生成具有相位差的虚拟信号的信号处理，使所述虚拟接收天线虚拟地形成在没有放置所述多个接收天线的位置处，所述相位差根据与通过所述多个接收天线接收的信号有关的所述发射天线组间距来确定。
7.根据权利要求6所述的雷达装置，其中所述物体感测单元根据所接收的信号及所生成的虚拟信号来感测所述物体。
8.根据权利要求7所述的雷达装置，其中所述物体感测单元基于合成信号检测距所述物体的距离、所述物体的速度以及所述物体的方位，所述合成信号通过对所接收的信号与所生成的虚拟信号之间的相位差进行补偿，并对经过所述相位差补偿的信号进行合成而得到。
9.根据权利要求6所述的雷达装置，其中所述虚拟接收天线形成单元不在所述多个接收天线中的最外侧接收天线之外生成虚拟信号。
10.一种天线装置，包括：
发射天线单元，包括多个发射天线；
发射天线分组单元，用于根据发射天线组的预定数目对所述多个发射天线进行分组，使得根据所述发射天线组的所述预定数目设置所述发射天线组，并以预定的发射天线组间距形成所述发射天线组；以及
接收天线单元，包括以接收天线间距设置的多个接收天线，所述接收天线间距根据所述发射天线组的数目和所述发射天线组间距来确定。
11.根据权利要求10所述的天线装置，其中所述发射天线组的数目根据所述发射天线的总数和所述发射天线组的大小来确定。
12.根据权利要求10所述的天线装置，还包括：虚拟接收天线形成单元，用于执行控制，以使得虚拟接收天线虚拟地形成在没有放置所述多个接收天线的位置处。
13.根据权利要求12所述的天线装置，其中所述虚拟接收天线形成单元执行控制，以使得根据包括所述多个接收天线和虚拟接收天线的接收端上的天线间距，通过执行生成虚拟信号的信号处理来使所述虚拟接收天线虚拟地形成在没有放置所述多个接收天线的位置处，所述虚拟信号与通过所述多个接收天线接收的信号相比具有相位差。
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