CN106662637B - 雷达设备 - Google Patents

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Abstract

雷达设备包括发射部、接收部和估计部。发射部(16)包括朝对象发出作为雷达波的发射信号的发射器元件(30)。接收部(20)包括接收反射信号的接收器元件(34)。估计部生成包括虚拟接收器元件的虚拟接收阵列，虚拟接收器元件的数量对应于接收器元件(34)的总数乘以发射器元件(30)的总数。估计部将虚拟接收阵列划分成相同的子阵。估计部生成每个子阵的协方差矩阵数据。估计部对协方差矩阵数据进行求平均，并且对反射信号进行空间平滑。估计部对多径反射信号和来自对象的直接反射信号进行解析。估计部确定对象的方位。

Description

雷达设备
交叉引用
本申请基于2014年7月4日提交的欧洲专利申请No.14175851.6，其公开内容通过引用被合并至本文中。
技术领域
本公开内容涉及一种优选地与车辆的自动紧急制动系统(AEBS)一起使用的用于执行二维波达方向(2D DOA)估计的雷达设备。
背景技术
人们对能够测量由前视汽车雷达观测到的目标的高度感兴趣。理由是降低由于架高对象(例如，隧道天花板中的风扇、头顶标志和桥梁)和路面上的对象(例如，检修孔、电车轨道和猫眼)而进行错误的自动制动干预的风险。因此，雷达天线估计目标的水平方位的能力需要被扩展成估计水平方位和竖直方位两者的能力。对对象的水平方位和竖直方位两者的估计被称为“二维波达方向(2D DOA)估计”。
EP 0947852 A1提供了一种除了检测对象的水平方位之外还检测对象的竖直方位的雷达设备。该雷达设备具有包括发射元件的发射天线和包括接收器元件阵列的接收天线，其中，一个或更多个接收器元件相对于其余接收器元件偏移相同的竖直位移。该竖直偏移用于通过使用相位单脉冲方法来检测目标对象的竖直方位。
本公开内容的发明人发现了以下内容。
需要提供一种特别是供汽车使用的雷达设备，其能够以改进的方式检测架高对象的竖直方位，而优选地不受由于路面的存在而导致的多径衰落的影响。
如果在其他竖直位置处添加接收器元件，从而向接收天线添加竖直偏移，则可以解决上述问题。可以对来自真实对象及其反射的信号进行解析。然而，该布置将导致较大的接收天线以及总体上雷达设备的较复杂的结构。此外，必须限制接收天线中的每个接收元件的竖直范围以防止接收元件与其上方和下方的相邻元件交叠。
EP 0987561 A2公开了以下雷达装置，在该雷达装置中两个接收器元件与依次接通的三个发射器元件对准。接收器元件根据发射器元件的切换交替地连接至信号处理部。因此，根据EP 0987561 A2的雷达装置能够获取与在具有单个发射天线和六个接收天线的雷达中获得的信号等效的信号，并且能够减少接收天线的数量。
引用列表
专利文献
PTL 1：EP 0987561 A2
发明内容
本公开内容的目的是提供一种具有减小的尺寸和简单的结构的雷达设备，该雷达设备以改进的方式估计架高对象的竖直方位。
根据本公开内容中的雷达设备，该雷达设备包括：发射部，其包括用于朝对象发出作为雷达波的发射信号的多个发射器元件；接收部，其包括用于接收反射信号的多个接收器元件，反射信号为对象对发射信号的反射；以及估计部。估计部生成包括虚拟接收器元件的虚拟接收阵列，虚拟接收器元件的数量对应于接收器元件的总数乘以发射器元件的总数。估计部将虚拟接收阵列划分成多个相同的子阵。估计部基于反射信号生成每个子阵的协方差矩阵数据。估计部对每个子阵的协方差矩阵数据进行求平均，以对来自对象的直接反射信号和反射信号中的多径反射信号进行去相关，并且估计部对反射信号进行空间平滑。估计部基于对反射信号进行空间平滑的结果对多径反射信号和来自对象的直接反射信号进行解析。估计部基于直接反射信号来确定对象的方位。
根据本公开内容中的雷达设备，能够随后对反射信号进行处理以创建接收器元件的虚拟接收阵列。虚拟接收阵列中的虚拟接收器元件的数量对应于接收器元件的数量乘以发射器元件的数量。接收器元件的虚拟阵列被划分成相同的子阵，这便于反射信号的进一步的信号处理。在形成子阵之后，基于反射信号生成每个子阵的协方差矩阵数据。借助于求平均对协方差矩阵数据进行空间平滑，以对来自对象的直接反射信号和反射信号中的多径反射信号进行去相关。因此，对多径反射信号和来自对象的直接反射信号进行解析。由此，可以以较高分辨率估计多个对象的波达方向。
根据该雷达设备，可以提供具有减小的尺寸和简单的结构的雷达设备，该雷达设备以改进的方式估计架高对象的竖直方位。
附图说明
根据下面参考附图给出的本公开内容的优选实施方式的详细描述，本公开内容的前述及其他优点和特征将变得更加显见，在附图中：
[图1]图1是关于使用在车辆上使用的雷达设备来估计对象的竖直方位以说明相关技术和本公开内容的实施方式的几何图；
[图2]图2是自动紧急制动系统和根据本公开内容的优选地全部实施方式的雷达设备的示意图；
[图3]图3是示出了根据本公开内容的第一实施方式的天线布局的图；
[图4A]图4A是示出了根据本公开内容的第一实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图4B]图4B是示出了根据本公开内容的第一实施方式的接收器的虚拟阵列被划分成子阵的图；
[图5]图5是示出了本公开内容的第二实施方式的天线布局的图；
[图6]图6是根据本公开内容的第二实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图7]图7是示出了根据本公开内容的第三实施方式的天线布局的图；
[图8]图8是示出了根据本公开内容的第三实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图9]图9是示出了根据本公开内容的第四实施方式的天线布局的图；
[图10]图10是示出了根据本公开内容的第四实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图11]图11是示出了本公开内容的第五实施方式的天线布局的图；
[图12]图12是示出了根据本公开内容的第五实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图13]图13是示出了根据本公开内容的第六实施方式的天线布局的图；
[图14]图14是示出了根据本公开内容的第六实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图15]图15是示出了根据本公开内容的第七实施方式的天线布局的图；
[图16]图16是示出了根据本公开内容的第七实施方式的接收器的虚拟阵列的图；
[图17]图17是示出了根据本公开内容的第八实施方式的天线布局的图；以及
[图18]图18是示出了根据本公开内容的第八实施方式的接收器的虚拟阵列的图。
具体实施方式
图1示出了关于使用汽车雷达来估计对象的竖直方位的几何图形。具体地，图1示出了位于路面7上的车辆10。车辆10的前进方向由箭头A的方向限定。车辆10设置有前视雷达设备12A，该雷达设备12A具有以距离H2高于地面被布置的发射天线和接收天线，距离H2为安装高度。作为由雷达设备12A要检测的目标的对象3以距离H3高于地面位于车辆10前方，距离H3大于车辆10的高度H10。例如，对象可以是道路标志牌。
用于检测对象3的竖直方位的根据相关技术的雷达设备12A的功能被描述如下。由发射天线发射的雷达波随后被对象3反射并且朝雷达设备12A的接收天线传播。通过借助于相位单脉冲方法检测到达波的入射角来估计对象3的竖直方位。
雷达波经由至少两个不同的信号路径到达雷达设备12A的接收天线。第一信号路径5是从对象3到接收天线的直接路径。第二信号路径6—其为多径信号—是在到达接收天线之前被路面7反射的另外的信号路径。路面7充当反射镜，因此将存在来自对象3的多于一个的信号。如果路径长度差别短于雷达的距离分辨率(range resolution)，则所接收的信号将是沿两个信号路径5和6传播的信号的叠加。尝试借助于相位单脉冲方法估计对象3的高度将导致错误的高度估计。这是因为相位单脉冲方法的结果不能将对象与其“重影(ghost)”4区分开，“重影”4是来自对象的被路面7反射的信号。可以通过单脉冲方法检测距离单元(range distance cell)内的仅一个对象。由于叠加信号相关联且未被解析，所以所检测的方位的竖直方位被估计为真实对象高度与反射信号的虚拟高度之间的波动值。该波动值会在这样的自动紧急制动系统(AEBS)中引起不必要的控制。
(第一实施方式)
在下文中，将详细描述本公开内容的实施方式。
将对供AEBS使用的用于识别前面对象的雷达设备的实施方式进行描述。在图1中示出了应用本公开内容的可能性，图1示出了位于路面7上的车辆10。车辆1的前进方向由箭头A的方向限定。车辆10设置有前视雷达设备12。作为由雷达设备12要检测的目标的一个或更多个对象位于车辆10前方。在图1中示出了这些对象中的仅一个，其中，对象3以距离H3高于地面位于车辆10前方，距离H3大于车辆10的高度H10。可替代地，距离H3可以等于或小于高度H10，以在车辆的路径中形成潜在障碍物。例如，对象3可以是道路标志牌。雷达设备12能够发射雷达波并且对在被对象3反射之后返回到雷达设备12的波进行测量。雷达设备12不仅接收直接反射信号(被示为信号路径5)，而且接收被路面7反射的多径反射信号(被示为信号路径6)。
图2示出了根据优选地所有实施方式的雷达设备12的示意图。雷达设备12被配置为基于FMCW(调频连续波)系统的所谓的“毫米波雷达”。雷达设备12向对象发射和从对象接收作为雷达波的毫米波段的调频电磁波。雷达设备12生成关于对象的信息，并且将该信息发送至AEBS 14。
D/A(数字到模拟)转换器27响应于来自信号处理部26的调制命令生成三角形调制信号。信号发生器28响应于由D/A转换器27生成的调制信号来改变其振荡频率。分配器13将信号发生器28的输出信号分配成被发送至开关部32的发射信号和被发送至混频器21的本地信号。开关部32选择发射器元件30中之一，使得仅一个发射器元件30发射雷达波，并且每个发射器元件30基于该发射信号发射特定周期的雷达波。发射天线16响应于该发射信号来发射雷达波。
此外，雷达设备12包括接收天线20、混频器21、放大器23和A/D转换器25。接收天线20接收作为从发射天线16发射的雷达波的反射的雷达波。混频器21将来自接收天线20的接收信号与本地信号混合，从而生成差拍信号。放大器23对由混频器21生成的差拍信号进行放大。A/D转换器25对由放大器23放大的差拍信号进行采样，并且将所采样的信号转换成数字数据。
差拍信号是接收信号与本地信号之间的差异的频率分量。应当指出，差拍信号的频率分量被称为拍频。这些频率用于通过FMCW方法计算自己的车辆与对象之间的距离(range)和速度。
在设置多个信号发生器28的情况下，每个信号发生器28分别向每个发射器元件30馈送不同的信号，使得发射器元件30同时分别发射不同的雷达波。
如图1所示，雷达设备12，具体地接收天线20还有优选地发射天线16以距离H2高于地面被布置。由接收天线20接收的信号随后被传递至雷达设备12中所设置的信号处理部26。信号处理部26能够对由接收天线20接收的测量信号进行处理，并且结合关于由发射天线16发射的信号的信息来确定对象3的距离、速度和2D DOA。信号处理部26的输出随后经由对象报告部60被报告至车辆中所设置的AEBS 14，该对象报告部60能够从信号处理部26的输出移除重影对象信号。AEBS 14能够关于与对象3的碰撞是否即将发生作出判定，并且基于该判定向驾驶员通知任何即将发生的碰撞以及/或者应用车辆的制动器，使得避免或减轻任何碰撞。因此，AEBS 14能够基于由雷达设备12测量的对象3的距离、速度和2D DOA结合接收天线20还有优选地发射天线16的安装高度H2以及车辆的高度H10来确定碰撞是否即将发生。
仍然参照图2，在下文中将详细描述根据所有实施方式的雷达设备12内的功能单元。
发射天线16包括具有相同辐射图的n个发射器元件30，其能够彼此独立地同时或顺序地发射雷达波。在图2中发射器元件30被命名为T1至Tn。在图2中示出了仅发射器元件T1和Tn。在稍后部分中描述发射器元件30的相对定位。
接收天线20包括能够接收雷达波的m个接收器元件34，其中，m至少为3。接收器元件34被命名为R1至Rm。在图2中示出了仅接收器元件R1和Rm。在稍后部分中描述接收器元件34的相对定位。
信号处理部26被馈送有与由每个发射器元件30发射的雷达波对应的信号以及与由接收器元件34接收的雷达波对应的信号。在下文中将详细描述根据优选地所有实施方式的信号处理部26内的功能单元。
信号处理部26具有用于确定对象3的距离和速度的距离和速度计算部52。对于该功能，距离和速度计算部52对由单个发射天线30发射且由接收器元件34检测的雷达波进行处理。在使用调频连续波(FMCW)的情况下，距离和速度计算部52使用本领域技术人员已知的方法基于拍频来计算对象3的距离和速度。
距离和速度计算部52的输出由检测部54处理，该检测部54可以基于距离和速度计算部52的输出来确定在车辆10前面是否存在一个或更多个对象。
检测部54的输出被馈送至2D DOA估计部56。2D DOA估计部56可以对应于估计部的示例。在此根据稍后部分中描述的方法来执行对象3的竖直方位和水平方位的估计。2D DOA估计部56利用由检测部54的输出传递的数据，并且将其与每个对象的对应的2D DOA值进行组合。在多个连续的时间段上执行该处理。2D DOA估计部56每个时间段t产生对一个对象或多个对象的竖直方位和水平方位的估计。
2D DOA估计部56的输出被馈送至跟踪部58，2D DOA估计部56的该输出包括关于由2D DOA估计部56每隔一定时间间隔检测到的任意一个对象或多个对象的距离、速度以及水平方位和竖直方位的数据。跟踪部58在多个时间段上对该数据进行分析，并且通过使用例如卡尔曼滤波器来估计对象的情况(对象是否在连续时间段内相对于车辆10改变了位置)。跟踪部58能够发送对象数据，该对象数据是关于每个所检测到的对象的距离、速度和2DDOA的数据。
由跟踪部58发送的对象数据随后经由对象报告部60被发送至自动紧急制动系统(AEBS)14，该对象报告部60能够从由跟踪部58提供的对象数据内确定重影对象，重影对象是来自对象的被路面7反射的信号。该确定基于每个所检测到的对象的竖直方位以及接收天线20还有优选地发射天线16的安装高度H2以及优选地另外基于所检测到的对象位于路面7上方还是下方来执行。可选地，对象报告部60能够例如另外基于其他对象数据如每个所检测到的对象的距离和速度以及/或者来自车辆内其他传感器如GPS系统或者能够检测道路坡度的一个传感器或多个传感器的传感器数据来确定重影对象。
对象报告部60能够随后在将对象数据从雷达设备12发送至AEBS 14之前从其移除这些重影对象。对象报告部60不仅限于向AEBS 14发送数据。可选地，对象报告部60还能够将数据从雷达设备12发送至车辆10内的其他功能单元如能够调整车速以保持距前方车辆的安全距离的自适应巡航控制系统(未示出)。因此，对象报告部60能够将关于仅真实对象的数据发送至其他功能单元。
从对象报告部60到达AEBS 14的关于对象的数据首先被传递至即将发生碰撞预测部62。该数据包括对象的数量以及每个对象的距离、速度和2D DOA。即将发生碰撞预测部62基于该数据、接收天线20还有优选地发射天线16的安装高度H2以及车辆的高度H10来计算每个对象3相对于车辆10的竖直位置和水平位置。即将发生碰撞预测部62能够基于对象3相对于车辆10的水平位置和竖直位置以及对象的距离和速度来确定与对象的碰撞的即将发生。当确定与对象3的碰撞即将发生时，即将发生碰撞预测部62发送由驾驶员警告请求部64要接收的即将发生碰撞预测信号。即将发生碰撞预测部62能够在确定与对象3的碰撞不再即将发生时停止发送即将发生碰撞预测信号。
驾驶员警告请求部64能够基于来自即将发生碰撞预测部62的信号确定是否激活驾驶员警告信号。当确定要激活警告信号时，驾驶员警告请求部64向例如可以是仪表板上的声响报警器和/或灯的驾驶员警告部66发送驾驶员警告请求信号。此外，驾驶员警告请求部64将驾驶员警告请求信号发送至制动请求部70。驾驶员警告请求部64能够在即将发生碰撞预测信号停止时停止向驾驶员警告部66和制动请求部70两者发送驾驶员警告请求信号。
制动请求部70能够基于来自驾驶员警告请求部64的驾驶员警告请求信号结合驾驶员在自驾驶员警告部66被激活起的预定时间段内是否采取规避动作来确定是否应用制动器。在此，可以可选地使用诸如车速的参数。规避动作可以包括例如制动或转向绕过对象3。制动请求部70能够在驾驶员警告请求信号停止时停止发送制动请求。
当确定自动应用制动器时，制动请求部70向制动部72发送制动请求信号，该制动部72能够在驾驶员没有进行动作的情况下自动应用车辆10的制动器。
因此，通过警告驾驶员和/或通过自动紧急制动来避免或减轻碰撞。
图3示出了根据本公开内容的第一实施方式的天线布局11，其包括上面所描述的且在图2中示出的发射天线16和接收天线20。标记T1和T2的正方形每个表示相应发射器元件30的相位中心，以及标记R1至R8的正方形每个表示相应接收器元件34的相位中心。每个发射器元件30和接收器元件34可以包括连接在一起的多个贴片天线。接收器元件34和发射器元件30被布置在同一平面中。
在接收天线20内，八个接收器元件R1至R8被布置成包括两行接收器元件34的W形，其中，行相对偏移水平偏移dh，使得每个接收器元件34的竖直范围不与被布置在其上方或下方的接收器元件34交叠。换言之，接收天线20包括被布置成2行和等间隔的8列的8个接收器元件34，其中，每行4个接收器元件34。接收器元件34的行竖直地间隔开距离Hr。
在发射天线16内，两个发射器元件30相对于彼此在竖直方向上移位距离Ht并且在水平方向上移位距离Wt。距离Ht可以对应于第一相应距离，距离Hr可以对应于第二相应距离，距离Wt可以对应于第三相应距离，以及水平偏移dh可以对应于第四相应距离。
信号处理部26能够基于由发射器元件30发射并由接收器元件34接收的信号来生成虚拟接收器元件40的虚拟阵列38(也被称为虚拟接收阵列)，该虚拟阵列38在图4A中被示出。
由给定的发射器元件30发射并由接收器元件R1至R8接收的信号与在同一发射器元件30移位并且接收器元件34在相反方向上移位相应距离的情况下所接收的那些信号相同。这意味着，具有两个发射器元件T1和T2的发射阵列16可以被视为具有一个发射器元件T1的发射阵列，以及接收天线20可以被视为具有十六个接收器元件Rv1至Rv16的虚拟接收阵列(也被称为虚拟阵列)38。通过将虚拟接收器元件Rv1至Rv8的位置分别平移与发射器元件T2相对于发射器元件T1的位移对应的位移来确定虚拟接收器元件Rv9至Rv16的位置。
因此，虚拟阵列38包括被布置成四行的16个虚拟接收器元件Rv1至Rv16，每行包括四个接收器元件34，其中，相邻行水平地相对偏移与实际接收天线20中的接收器元件34的相邻行之间的水平偏移dh对应的距离。行竖直地间隔距离Hr。在本实施方式中，通过提供具有16个虚拟接收器元件40的虚拟阵列，有效接收器元件的数量已经加倍。本公开内容不限于包括八个接收器元件34的接收阵列20。例如，作为对第一实施方式的修改，可以通过在保持与当前接收器元件34相同的间隔dh的情况下向每行添加另外的接收器元件34来增加接收阵列20中的接收器元件34的数量。在这种情况下，不需要对发射器元件30的布置进行修改。稍后部分中描述的实施方式还包括可行的发射器元件30和接收器元件34布置。
两个发射器元件30之间在水平方向上的距离Wt优选地对应于接收器元件34的相邻行之间的水平偏移dh的两倍。同一行中的两个相邻的接收器元件R1与R3之间的距离Wr优选地对应于距离Wt。此外，两个发射器元件30之间的竖直距离Ht对应于接收器元件34的相邻行之间的竖直距离Hr的两倍。
2D DOA估计部56能够使用虚拟阵列中的每个接收器元件40的输出来估计对象的水平方位和竖直方位。当来自每个虚拟天线(也被称为虚拟接收器元件)40的信号被记录时，来自虚拟接收器元件40的信号可以被集合在列向量X＝[x1,x2,...x16]T中，其中，xi是由第i个(1,2,…16)虚拟接收器元件40接收的信号。在此可以使用的波达方向估计算法为基于接收信号的向量的样本协方差矩阵的特征值分解的所谓的特征值技术。在下文中，术语“样本协方差”被缩写为“协方差”。换言之，根据协方差矩阵来估计DOA。在本实施方式的情况下，图4A中的虚拟天线(也被称为虚拟阵列)38的协方差矩阵为(16×16)矩阵。
在此可以使用对于相关技术已知的特征值分解算法如ESPRIT和Capon。优选算法为例如由R.O.Schmidt在以下中描述的MUSIC(多信号分类)算法：“Multiple EmitterLocation and Signal Parameter Estimation”(IEEE学报，第AP-34卷，第3期，第276至280页，1986年3月)。MUSIC方法的优点是尤其在存在噪声的情况下提高DOA估计的分辨率。
尤其在对相干信号或高度相关信号进行去相关的情况下，可以改进借助于本征结构技术估计2D DOA的雷达设备12的性能。例如，这样的信号的示例可以是并排行驶的两个其他车辆，或者来自道路标志牌的直接信号和来自被道路反射的其镜像的信号。在例如这些的情况下，有利的是，雷达设备12能够对信号进行去相关。在下文中给出了用于改进去相关的两种方法，其中，除了上面提到的特征值技术之外，还使用改进方法中的一种或两种。
首先，在下文中描述用于改进解析性能的空间平滑方法。
除了创建虚拟阵列38之外，作为执行特征值分解之前的预处理步骤，2D DOA估计部56能够将虚拟接收阵列38中的所有虚拟接收器元件40划分成交叠的相同子阵，每个子阵包括虚拟阵列38中的虚拟接收器元件40的总数量的一部分，以及每个子阵的协方差矩阵被确定。针对根据本实施方式的虚拟阵列38的情况，在图4B中示出了子阵42、44、46和48，其中，子阵42包括虚拟接收器元件Rv1、Rv3、Rv5、Rv2、Rv4、Rv6、Rv9、Rv11和Rv13；子阵44包括Rv2、Rv4、Rv6、Rv9、Rv11、Rv13、Rv10、Rv12和Rv14；子阵46包括Rv3、Rv5、Rv7、Rv4、Rv6、Rv8、Rv11、Rv13和Rv15；子阵48包括Rv4、Rv6、Rv8、Rv11、Rv13、Rv15、Rv12、Rv14和Rv16。因此，每个子阵包括九个虚拟接收器元件40，并且因此每个子阵的协方差矩阵为(9×9)矩阵。
2D DOA估计部56能够随后计算平均协方差矩阵，该平均协方差矩阵是子阵的协方差矩阵的平均值并且具有大小(9×9)。接收天线20的接收器元件34具体地它们的相位中心被布置，使得虚拟阵列38的虚拟接收器元件40可以被划分成具有相同几何结构的交叠子阵。
因此，在高度相关信号如道路标志牌及其反射的情况下，由于子阵从稍微不同的位置接收来自对象的信号，所以对子阵协方差矩阵进行求平均的作用是对两个信号进行去相关，并且因此快照(snapshot)的数量增加至原来的四倍。因此，直接信号与多径信号之间的相位差将在子阵之间变化，并且这将导致去相关。
为了对相干源或高度相关源进一步去相关，接下来描述前向后向求平均方法。前向后向求平均方法利用图4B中所示的虚拟阵列38的对称结构及其子阵42、44、46和48的相位中心。对于相位中心相对于虚拟阵列38的中心位于由向量p表示的位置处的每个子阵，还存在位于由向量-p表示的位置处的相位中心。然后，将前向后向求平均应用于协方差矩阵，使得其被布置成托普利茨(Toeplitz)结构。因此，对信号进一步去相关。
然后，对由上述改进方法中的任一种或两者产生的修改的协方差矩阵执行上面提到的任意特征值技术，优选地MUSIC算法。因此，诸如来自对象的直接信号和来自其在路面7上的反射的重影信号的信号可以被去相关和解析。
应当指出，随着雷达设备的安装高度增加，多径反射的问题变得更加严重。原因是为了观察低对象需要发射天线16向下引导较多的能量。另一原因是到真实对象3的方向与到反射对象4的方向之间的角度差变得较小。因此，当检测车辆10前方的低对象时，应当记住，即使是本公开内容中应用的方法，仍然存在对高度相关信号的错误检测的某个概率。可以通过考虑安装高度进一步改进该方法，例如随着安装高度增加，增加虚拟阵列中的接收器元件行的数量是有利的。
如上所述，对于根据本实施方式的雷达设备，获得以下有益效果。
由于发射天线16中的发射器元件30的布置和接收阵列20中的接收器元件34的布置，信号处理部26可以处理来自发射器元件30和接收器元件34的信号，使得生成虚拟接收器元件40的虚拟阵列38。虚拟接收器元件40的数量是实际接收器34的数量的两倍。因此，可以以减少的实际接收器元件34的数量来增加接收器元件的有效数量。这意味着雷达设备12的尺寸和复杂度可以保持较低。
另外，虚拟阵列38包括尤其当考虑对汽车的天线布局的竖直尺寸的限制时根据接收器元件34不可能构造的虚拟接收器元件40的布置。参照图4A中所示的虚拟阵列38，这是因为虚拟接收器元件Rv3至Rv14被布置在另一虚拟接收器元件40上方或下方的列中。例如，虚拟接收器元件Rv9被布置在具有虚拟接收器元件Rv3的列中并且在虚拟接收器元件Rv3下方。如果这些虚拟接收器元件40是接收器元件的实际阵列的一部分，则必须减小这些接收器元件的竖直范围以防止交叠。另一方面，在虚拟阵列38中虚拟接收器元件的交叠是可行的。在接收天线20中的接收器元件34之间不出现与相邻接收器元件的交叠。因此，可以增加实际接收天线20和虚拟阵列38两者中的每个接收器元件的竖直范围。
虚拟阵列38包括多于两行的虚拟接收器元件40，其中，每行具有多于两个的虚拟接收器元件40。可以构造来自虚拟阵列38的信号的协方差矩阵，并且可以使用特征值技术来估计对象的2D DOA。可以同时确定多于一个的对象的水平方位和竖直方位。在此，相对于使用相位单脉冲方法来检测对象的竖直方位的根据相关技术的雷达设备，本实施方式提供了优点。在这种情况下，可以在任意一个时间确定仅一个对象的竖直方位。另一方面，在本实施方式中，可以对来自多个对象的相应信号进行解析，并且道路上方的对象不被检测为位于正前方。与实际接收天线包括与本实施方式的虚拟阵列38相同数量的接收器元件的配置相比，还可以减小接收天线20的尺寸。
虚拟阵列38中的虚拟接收器元件40的布置具有对称的几何结构，并且可以被划分成相同且交叠的子阵。这使得上述空间平滑技术能够用于对相关信号例如来自对象的直接信号和来自路面7中的其反射的信号进行去相关。在去相关之后，可以对两个信号进行解析。雷达设备12能够向AEBS 14提供关于对象的竖直方位的准确信息。对象报告部60能够确定反射信号不是真实对象的源，并且避免基于这些信号的错误干预，如发送驾驶员警告请求或发送制动请求。
接下来，将描述本公开内容的另外的实施方式。实施方式之间的差异在于发射器元件30和接收器元件34的布置。发射器元件和接收器元件34的功能适用于所有实施方式。
(第二实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第二实施方式。在下文中，将描述与第一实施方式的不同之处。
图5示出了根据本公开内容的第二实施方式的天线布局111，其包括发射天线116和接收天线120。
接收天线120包括相对地被布置在与图3的第一实施方式的接收器元件R1至R4相同的位置上的四个接收器元件R1至R4。
发射天线116包括被布置在与图3的第一实施方式的发射器元件T1和T2相同的位置上的两个发射器元件T1和T2。换言之，两个发射器元件T1和T2在竖直方向上相对于彼此移位与两倍Hr对应的距离Ht，并且在水平方向上移位与两倍dh对应的距离Wt。距离Wr优选地对应于距离Wt。
图6示出了根据本公开内容的第二实施方式的虚拟接收器元件40的虚拟阵列138。虚拟阵列138包括被布置成四行的八个虚拟接收器元件Rv1至Rv8，每行包括两个虚拟接收器元件，其中，相邻行水平地相对偏移与接收器元件34的相邻行之间的水平偏移dh对应的距离。
根据本公开内容的第二实施方式的接收天线120包括四个接收器元件R1至R4，其比根据第一实施方式的接收天线20的元件少四个元件。以这种方式，较简单的接收天线构造是有可能的。
虚拟接收器元件Rv1至Rv8的虚拟阵列138可以被划分成相同的子阵，其中，例如，第一子阵包括虚拟接收器元件Rv1至Rv4、Rv5和Rv7，以及第二子阵包括虚拟接收器元件Rv2至Rv7、Rv6和Rv8。以这种方式，通过空间平滑进行的2D DOA是可行的。
(第三实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第三实施方式。在下文中，将描述与第二实施方式的不同之处。发射器元件30和接收器元件34的功能适用于所有实施方式。图7示出了根据本公开内容的第三实施方式的天线布局211，其包括发射天线216和接收天线220。
接收天线220包括相对地被布置在与图3的第一实施方式的接收天线20的接收器元件R1至R3相同的位置上的三个接收器元件R1至R3。换言之，接收天线220包括被布置成两行和等间隔的三列的三个接收器元件34，其中，列之间在水平方向上的间隔为dh。接收器元件34的行竖直地间隔开距离Hr。行分别包括两个接收器元件34和一个接收器元件34。
发射天线216包括被布置成一列的两个发射器元件T1和T2。换言之，两个发射器元件T1和T2在竖直方向上相对于彼此移位与两倍Hr对应的距离Ht。
图8示出了根据本公开内容的第三实施方式的虚拟接收器元件40的虚拟阵列238。虚拟阵列238包括被布置成四行的六个接收器Rv1至Rv6，每行交替地包括两个或一个虚拟接收器元件。由于发射器元件30之间在竖直方向上的距离Ht与接收器元件34之间在水平方向上的距离Hr的两倍对应，所以虚拟接收器元件40的相邻行是等间距的。
现在描述本公开内容的第三实施方式的优点。与本公开内容的第一实施方式相比，根据本公开内容的第三实施方式的天线布局211需要较少的接收器元件34。此外，发射器元件30的水平间隔为零。因此，确保了雷达设备12的简单构造，并且减小了发射天线216在水平方向上的尺寸。
(第四实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第四实施方式。在下文中，将描述与第三实施方式的不同之处。图9示出了根据本公开内容的第四实施方式的天线布局311，其包括发射天线316和接收天线320。
接收天线320包括相对地被布置在与图9的第三实施方式的接收天线220的接收器元件R1至R3相同的位置上的三个接收器元件R1至R3。
发射天线316包括在发射器元件T2竖直下方的第三发射器元件T3。换言之，三个发射器元件T1至T3在竖直方向上相对于彼此移位与接收器34的相邻行之间在竖直方向上的距离Hr的两倍对应的距离Ht。
图10示出了根据本公开内容的第四实施方式的虚拟接收器元件40的虚拟阵列338。虚拟阵列338包括被布置成六行的9个接收器Rv1至Rv9，每行交替地包括两个或一个接收器元件。由于发射器元件30之间在竖直方向上的距离Ht对应于接收器元件34之间在水平方向上的距离Hr的两倍，所以虚拟接收器元件40的相邻行是等间距的。
现在描述本公开内容的第四实施方式的优点。与根据第三实施方式的虚拟阵列238相比，根据第四实施方式的虚拟阵列338能够被划分成相同的子阵，其中，一个子阵包括虚拟接收器元件Rv1、Rv2、Rv3、Rv4、Rv5和Rv6，以及另一子阵包括虚拟接收器元件Rv4、Rv5、Rv6、Rv7、Rv8和Rv9。因此，可以通过使用空间平滑来提高邻近对象之间的分辨率，以及根据第一实施方式的子空间方法可以被应用于本实施方式。
(第五实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第五实施方式。在下文中，将描述与第一实施方式的不同之处。在第一实施方式中，接收器元件34的行数限于两行。如果向第一实施方式的接收天线20(图3)添加附加行的接收器元件34，则可以增加虚拟阵列38中的虚拟接收器元件40的数量。
图11示出了根据本公开内容的第五实施方式的天线布局411，其包括发射天线416和接收天线420。
接收天线420包括被布置成包括三行接收器元件34的两层W形的十二个接收器元件R1至R12，其中，相邻行水平地相对偏移距离dh，使得每个接收器元件34的竖直范围不与相邻行中的接收器元件34交叠。换言之，接收天线420包括被布置成九列和三行的12个接收器元件34，其中，每行四个接收器元件34。接收器元件34的行竖直地间隔距离Hr。
发射天线416包括在竖直方向上相对移位距离Ht并且在水平方向上相对移位距离Wt的两个发射器元件T1和T2。
两个发射器元件30之间在水平方向上的距离Wt对应于接收器元件行的水平偏移dh的三倍。此外，两个发射器元件30之间在竖直方向上的距离Ht对应于接收器元件34的相邻行之间的垂直距离Hr的三倍。
图12示出了所得到的虚拟接收器元件40的虚拟阵列438。虚拟阵列包括被布置成6行的24个虚拟接收器元件Rv1至Rv24，其中，相邻行水平地相对偏移与水平偏移dh对应的距离。
现在描述本公开内容的第五实施方式的优点。接收天线420包括三行接收器元件34，其中，相邻行水平地相对偏移距离dh，使得每个接收器元件34的竖直范围不与相邻行中的接收器元件34交叠。与不具有水平偏移的配置相比，每个接收器元件34的竖直范围不受限制，并且可以增加竖直范围。接收器元件34的行数为三行。与先前的实施方式相比，这产生较多数量的虚拟接收器元件40。因此，进一步提高了雷达设备的竖直分辨率。
(第六实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第六实施方式。在下文中，将描述与第一实施方式的不同之处。图13示出了根据本公开内容的第六实施方式的天线布局511，其包括发射天线516和接收天线520。
接收天线520包括被布置成在水平方向上间隔距离Gw的两组580和582的六个接收器元件34。每组包括三个接收器元件34。在每组内，三个接收器元件34被布置成三行，其中，每行一个接收器元件34。行相对偏移水平偏移dh，使得每个接收器元件34的竖直范围不与被布置在其上方或下方的接收器元件34交叠。换言之，接收天线520包括被布置成两组三行的六个接收器元件34，其中，每组每行一个接收器元件34。接收器元件34的行竖直地间隔开距离Hr。
接收器组水平地对准，以及组之间在水平方向上的距离(Gw)对应于接收器的列间隔(dh)的四倍。
发射天线516包括水平地对准并且在水平方向上相对移位距离St的两个发射器元件T1和T2。同一行中的相邻发射器之间的水平距离St对应于Gw/2，Gw/2为2dh。距离St可以对应于第五相应距离，以及距离Gw可以对应于第六相应距离。
图14示出了根据本公开内容的第六实施方式的所得到的虚拟接收器元件40的虚拟阵列538。虚拟阵列538包括被布置成3行的12个虚拟接收器元件Rv1至Rv12，每行包括四个虚拟接收器元件40，其中，相邻行水平地相对偏移与实际接收天线520中的虚拟接收器元件40的相邻行之间的水平偏移dh对应的距离。在本实施方式中，通过提供具有12个接收器元件的虚拟阵列，与接收天线520的接收器元件34相比，有效接收器元件的数量加倍。
根据本公开内容的第六实施方式的虚拟阵列与前述实施方式的不同之处在于虚拟接收器元件40的布局不是并排重复的物理接收器元件布局。相反，虚拟阵列538中的虚拟接收器元件40的列被布置成两个接收器的列交织的形状。
第六实施方式的优点如下。接收天线520包括被布置成三行的接收器元件34，其中，每个接收器元件34具有独特的水平位移。因此，每个接收器元件34不与其上方或下方的另一接收器元件34交叠，并且因此在不限制每个接收器元件34的竖直范围的情况下设置了第三行接收器元件34。此外，与第一实施方式相比，接收器元件34之间的平均间距较大，并且因此接收器元件34的隔离增加。此外，接收天线520的大的竖直尺寸是有可能的。
(第七实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第七实施方式。在下文中，将描述与第六实施方式的不同之处。图15示出了根据本公开内容的第六实施方式的天线布局611，其包括发射天线616和接收天线620。
接收天线620具有与第六实施方式的接收天线520相同的接收器元件布局。
除了第二行发射器元件T3和T4从发射器元件T1的位置在水平方向上移位了距离Wt并且在竖直方向上移位了距离Ht之外，发射天线616包括位于与第六实施方式中的位置相同的位置上的发射器元件T1和T2。发射器元件T3与T4之间在水平方向上的距离和T1与T2之间在水平方向上的距离相同。
发射器元件30的相邻行之间在竖直方向上的距离Ht对应于接收器元件34的相邻行之间在竖直方向上的距离Hr的三倍。另外，发射器元件30的相邻行之间的水平偏移Wt对应于接收器元件34的列间隔(或水平偏移)dh的三倍。
图16示出了根据本公开内容的第七实施方式的虚拟接收器元件40的虚拟阵列638。与第六实施方式的虚拟阵列相比，根据第七实施方式的虚拟阵列包括在包括虚拟接收器元件Rv1至Rv12的行下方被布置成附加的3行的12个附加虚拟接收器元件Rv13至Rv24，其中，每行包括四个虚拟接收器元件40。
第七实施方式的优点如下。
接收天线620包括被布置成三行的接收器元件34，其中，每个接收器元件34具有独特的水平位移。因此，每个接收器元件34不与在其上方或下方的另一接收器元件34交叠，并且在不限制每个接收器元件34的竖直范围的情况下设置了这样的第三行接收器元件34。
通过提供具有24个虚拟接收器元件40的虚拟阵列，与接收天线620的接收器元件34相比，有效接收器元件的数量变成了四倍。因此，较高分辨率的雷达设备设置有数量减少的接收器元件34，并且雷达设备的尺寸保持较小。
(第八实施方式)
接下来，将描述本公开内容的第八实施方式。在下文中，将描述与第七实施方式的不同之处。图19示出了根据本公开内容的第七实施方式的天线布局711，其包括发射天线716和接收天线720。
发射天线716包括被布置成三行的六个发射器元件T1至T6，其中，每行两个发射器元件30。该布置是第六实施方式和第七实施方式的改进，在于发射器元件T3和T4向上移动了与相邻接收器元件行之间的距离Hr对应的距离并且向左移动了与dh对应的距离。在竖直方向上在T3和T4下方的距离2Hr处并且在水平方向上以距离2dh添加包括第五发射器元件T5和第六发射器元件T6的行。因此，发射器元件T2和T3竖直对准，以及发射器元件T4和T5竖直对准。
接收天线720包括被布置成沿水平方向间隔开距离Gw的两组780和782的四个接收器元件34。每组包括两个接收器元件34。在每组内，两个接收器元件34被布置成两行，其中，每行一个接收器元件34。接收器元件34被布置成水平定位，使得每个接收器元件34的竖直范围不与布置在其上方或下方的接收器元件34交叠。换言之，接收天线720包括被布置成两组两行的四个接收器元件34，其中，每组每行一个接收器元件34。接收器元件34的行竖直地间隔开距离Hr。
接收器组水平对准，并且组之间在水平方向上的距离(Gw)对应于接收器的列间隔(dh)的四倍。
图18示出了根据本公开内容的第八实施方式的虚拟接收器元件40的虚拟阵列738。与第七实施方式的虚拟阵列一样，根据第八实施方式的虚拟阵列包括六行虚拟接收器元件40，其中，每行包括四个虚拟接收器元件40。
除了第七实施方式的优点之外，第八实施方式的另外的优点如下。通过减少接收器元件34的数量，减小接收天线720的尺寸，同时保持与第七实施方式的虚拟阵列相同数量的虚拟天线40。
作为对第八实施方式的修改，可以通过如第七实施方式的接收天线620那样向接收天线720提供第三行接收器元件34来增加虚拟接收器元件40的数量。以这种方式，该修改可以被看作是第八实施方式的发射天线716与第七实施方式的接收天线620的组合和适配。
基于上述实施方式描述了根据本公开内容的雷达设备12。然而，本公开内容不限于上述实施方式，并且可以在不偏离本公开内容的范围的情况下在各种其他实施方式中被实现。例如，可以进行以下修改。
本公开内容适用于在除了车辆的前进之外的不同方向上例如向后或者向车辆的左侧或右侧观看的雷达设备。雷达设备12可以用于自适应巡航控制(ACC)系统。
根据本公开内容的实施方式的对象报告部60具有以下功能：从由跟踪部提供的对象数据中检测作为来自对象的被路面7反射的信号的重影对象，并且从对象数据中移除这些重影对象。可选地，对象报告部60的该功能可以被包括在AEBS 14中。
发射器元件30和接收器元件34的数量不限于上面提到的实施方式中所示出的那些数量。可以在天线布局中设置任意数量的发射器元件30和接收器元件34，只要其落入本公开内容的范围内即可。
在上述实施方式中，发射器元件30和接收器元件34被设置在平面上。然而，本公开内容不限于该配置。发射器元件30和接收器元件34可以被设置在优选地彼此平行的不同平面上。
顺便提及，发射天线16可以对应于发射部的示例。接收天线20可以对应于接收部。
根据本公开内容的第一方面，一种雷达设备包括：发射部，其包括用于朝对象发出作为雷达波的发射信号的多个发射器元件；接收部，其包括用于接收反射信号的多个接收器元件，反射信号为对象对发射信号的反射；用于生成包括虚拟接收器元件的虚拟接收阵列的部，虚拟接收器元件的数量对应于接收器元件的数量乘以发射器元件的数量；用于将虚拟接收阵列划分成多个相同的子阵的部；用于基于反射信号生成每个子阵的协方差矩阵数据的部；用于借助于对每个子阵的协方差矩阵数据进行求平均以对来自对象的直接反射信号和反射信号中的多径反射信号进行去相关来对反射信号进行空间平滑的部；用于基于对反射信号进行空间平滑的结果对多径反射信号和来自对象的直接反射信号进行解析的部；以及用于基于直接反射信号确定对象的方位的部。
对于该雷达设备，能够随后对反射信号进行处理以创建接收器元件的虚拟接收阵列。虚拟接收阵列中的虚拟接收器元件的数量对应于接收器元件的数量乘以发射器元件的数量。接收器元件的虚拟阵列被划分成相同的子阵，这有助于反射信号的进一步的信号处理。在形成子阵之后，基于反射信号生成每个子阵的协方差矩阵数据。借助于求平均对协方差矩阵数据进行空间平滑，以对来自对象的直接反射信号和反射信号中的多径反射信号进行去相关。因此，对多径反射信号和来自对象的直接反射信号进行解析。因此，可以以较高分辨率估计多个对象的波达方向。
优选地根据第一方面，本公开内容的第二方面包括用于雷达设备的天线布局，其包括具有至少两个发射器元件的发射部以及包括至少三个接收器元件的接收部，至少三个接收器元件被布置成在第一方向上的至少两行以及在垂直于第一方向的第二方向上的至少三列，其中，所有至少两个发射器元件中的相邻发射器元件之间在第一方向上的相应距离对应于所有接收器元件中的相邻行中的相邻接收器元件之间在第一方向上的相应距离乘以接收器元件的行数。
对于根据本公开内容的第二方面的天线布局，可以生成接收器元件的虚拟阵列，其中，虚拟阵列的竖直范围大于实际接收天线的竖直范围。因此，提高了竖直方向上的分辨率。生成包括比单独的实际接收器阵列更多的接收器元件的虚拟接收阵列，并且接收天线的有效孔径尺寸增大。因此，减小了雷达设备的尺寸和复杂度。另外，虚拟阵列中的每个接收器元件的竖直范围不受相邻接收器元件的限制。
本公开内容的第三方面包括根据第二方面的天线布局，其中，在奇数个接收器元件的情况下，发射器元件被设置在同一列中。
对于根据第三方面的天线布局，可以使用奇数个实际接收器元件来创建接收器元件的虚拟阵列，其中，虚拟阵列具有规则结构。这使得对接收信号的进一步的信号处理更容易。与前述方面的情况一样，可以生成接收器元件的虚拟阵列，其中，每个接收器元件的竖直范围不受其上方或下方的接收器元件限制，并且孔径尺寸可以保持较大。
本公开内容的第四方面包括根据第二方面的天线布局，其中，在偶数个接收器元件的情况下，所有至少两个发射器元件中的相邻行中的相邻发射器元件之间在第二方向上的相应距离对应于不同行中的相邻接收器元件之间在第二方向上的相应距离乘以接收器元件的行数。
本公开内容的第五方面包括根据第二方面的雷达设备，其中，在虚拟接收阵列中，与接收天线的接收器元件在第一方向上的数量相比，虚拟接收器元件在第一方向上的数量加倍。
本公开内容的第六方面具有以下另外的优点：虚拟阵列中的虚拟接收器元件的数量进一步增加，这进一步增大了接收天线的孔径尺寸。
在本公开内容的第六方面中，优选地根据第二方面，发射部包括至少两个发射器元件，以及接收部包括至少两组接收器元件，其中，每组具有至少两个接收器元件，至少两个接收器元件被布置成在第一方向上的至少两行以及在垂直于第一方向的第二方向上的至少两列，其中，所有至少两个发射器元件中的同一行中的相邻发射器元件之间在第二方向上的相应距离对应于一组中的所有接收器元件中的相邻接收器元件之间在第二方向上的相应距离的两倍，以及其中，接收器元件的相邻组的同一行中的结构上对应的接收器元件之间在第二方向上的相应距离对应于所有至少两个发射器元件中的同一行中的相邻发射器元件之间在第二方向上的相应距离乘以一行中的发射器元件的数量。优选地，每组每行的接收器元件的数量为1。
对于根据第六方面的天线布局，实际接收器元件不交叠。因此，每个实际接收器元件的竖直范围不受限制。此外，由于实际接收器元件组之间的间隔，接收器元件之间的平均间距较大，并且接收器元件的隔离增加。此外，可以随后创建接收器元件的虚拟接收阵列，其中，虚拟阵列中的虚拟接收器元件的数量大于实际接收器元件的数量，以及雷达设备保持较小并且具有简单的结构。
本公开内容的第七方面包括根据第六方面的雷达设备，其中，在虚拟接收阵列中，与接收天线的接收器元件在第二方向上的数量相比，虚拟接收器元件在第二方向上的数量加倍。
本公开内容的第七方面具有以下另外的优点：虚拟阵列中的虚拟接收器元件的数量进一步增加，这改进了雷达设备的分辨率性能。
本公开内容的第八方面包括根据第一方面至第七方面中之一的雷达设备，其中，发射器元件和接收器元件被布置在同一平面中，以及第一方向是竖直方向，而第二方向是水平方向。
本公开内容的第八方面具有以下优点：确保接收器和发射天线的简单构造，并且便于信号处理。
本公开内容的第九方面包括根据第一方面至第八方面中之一的雷达设备，其还包括将本征结构技术应用于虚拟接收阵列的每个协方差矩阵数据以估计信号的波达方向的装置。
本公开内容的第九方面具有以下优点：可以由雷达设备以高分辨率检测多个对象的波达方向。
本公开内容的第十方面提供根据第十三方面的雷达设备，其中，本征结构技术是多信号分类(MUSIC)算法。
本公开内容的第十方面具有以下优点：进一步提高波达方向估计的分辨率。
尽管已经参照本公开内容的实施方式描述了本公开内容，但是应当理解，本公开内容不限于这些实施方式和结构。本公开内容旨在覆盖各种修改和等同布置。此外，虽然包括各种组合和配置，但是包括较多元件、较少元件或仅单个元件的其他组合和配置也在本公开内容的精神和范围内。

Claims (12)

1.一种雷达设备，包括：
发射部(16)，所述发射部(16)包括朝对象(3)发出作为雷达波的发射信号的多个发射器元件(30)；
接收部(20)，所述接收部(20)包括接收反射信号的多个接收器元件(34)，所述反射信号为所述对象(3)对所述发射信号的反射；以及
估计部(56)，
其中：
所述估计部(56)生成包括虚拟接收器元件的虚拟接收阵列，所述虚拟接收器元件的数量对应于所述接收器元件(34)的总数乘以所述发射器元件(30)的总数；
所述估计部(56)将所述虚拟接收阵列划分成多个相同的子阵(42，44，46，48)；
所述估计部(56)基于所述反射信号生成每个子阵的协方差矩阵数据；
所述估计部(56)对每个子阵的协方差矩阵数据进行求平均，以对来自所述对象的直接反射信号(5)和所述反射信号中的多径反射信号(6)进行去相关，并且所述估计部(56)对所述反射信号进行空间平滑；
所述估计部(56)基于对所述反射信号进行空间平滑的结果对所述多径反射信号(6)和来自所述对象(3)的所述直接反射信号(5)进行解析；以及
所述估计部(56)基于所述直接反射信号确定所述对象(3)的方位。
2.根据权利要求1所述的雷达设备，其中：
所述发射部(16)包括至少两个发射器元件(30)；
所述接收部(20)包括至少三个接收器元件(34)，所述至少三个接收器元件(34)被布置成在第一方向上的至少两行以及在垂直于所述第一方向的第二方向上的至少三列；以及
所有所述至少两个发射器元件(30)中的相邻发射器元件(30)之间在所述第一方向上的第一相应距离(Ht)对应于所有接收器元件(34)中的相邻行中的相邻接收器元件(34)之间在所述第一方向上的第二相应距离(Hr)乘以所述接收器元件(34)的总行数。
3.根据权利要求2所述的雷达设备，其中：
在奇数个接收器元件(34)的情况下，所述发射器元件(30)被设置在同一列中。
4.根据权利要求2所述的雷达设备，其中：
在偶数个接收器元件(34)的情况下，所有所述至少两个发射器元件(30)中的相邻行中的相邻发射器元件(30)之间在所述第二方向上的第三相应距离(Wt)对应于不同行中的相邻接收器元件(34)之间在所述第二方向上的第四相应距离(dh)乘以所述接收器元件(34)的行数。
5.根据权利要求2所述的雷达设备，其中：
在所述虚拟接收阵列中，与接收天线中的所述接收器元件(34)在所述第一方向上的数量相比所述虚拟接收器元件(40)在所述第一方向上的总数加倍。
6.根据权利要求1所述的雷达设备，其中：
发射天线(516，616，716)包括至少两个发射器元件(30)；
接收天线包括至少两组接收器元件(34)，其中，每组具有至少两个接收器元件(34)，所述至少两个接收器元件(34)被布置成在第一方向上的至少两行以及在垂直于所述第一方向的第二方向上的至少两列；
所有所述至少两个发射器元件(30)中的同一行中的相邻发射器元件(30)之间在所述第二方向上的第五相应距离(St)对应于一组中的所有接收器元件(34)中的相邻接收器元件(34)之间在所述第二方向上的第四相应距离(dh)的两倍；以及
接收器元件(34)的相邻组(580，582；680，682；780，782)的同一行中的结构上对应的接收器元件(34)之间在第二方向上的第六相应距离(Gw)对应于所有所述至少两个发射器元件(30)中的同一行中的相邻发射器元件(30)之间在所述第二方向上的第五相应距离(St)乘以一行中的发射器元件(30)的数量。
7.根据权利要求6所述的雷达设备，其中：
在所述虚拟接收阵列中，与所述接收天线的接收器元件(34)在所述第二方向上的数量相比，所述虚拟接收器元件(40)在所述第二方向上的总数加倍。
8.根据权利要求1所述的雷达设备，其中：
所述发射器元件(30)和所述接收器元件(34)被布置在同一平面中。
9.根据权利要求2所述的雷达设备，其中：
所述发射器元件(30)和所述接收器元件(34)被布置在同一平面中，以及所述第一方向是竖直方向，且所述第二方向是水平方向。
10.根据权利要求6所述的雷达设备，其中：
所述发射器元件(30)和所述接收器元件(34)被布置在同一平面中，以及所述第一方向是竖直方向，且所述第二方向是水平方向。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的雷达设备，其中：
所述估计部(56)将本征结构技术应用于所述虚拟接收阵列的每个协方差矩阵数据。
12.根据权利要求11所述的雷达设备，其中：
所述本征结构技术是多信号分类算法。
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