CN108333563A - 雷达及交通工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达及交通工具。其中，该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为雷达周围的目标物在接收到发射天线发射的电磁波信号后反馈回来的信号，回波信号中携带有雷达周围的目标物的信息；转换模块，用于切换至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式。本发明解决了相关技术中雷达的距离分辨率低的技术问题。

Description

雷达及交通工具
技术领域
本发明涉及雷达领域，具体而言，涉及一种雷达及交通工具。
背景技术
目前，在汽车等民用交通工具场景下，一般24GHz和77GHz雷达具有从100MHz到1GHz的工作带宽，以及从1.5m到0.15m的距离分辨率，远距离和近距离结合雷达一般带宽不超过500MHz，而这种距离分辨率不能达到区分类似行人等小物体的能力，雷达所采用的天线也不具备宽带特性。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种雷达及交通工具，以至少解决相关技术中雷达的距离分辨率低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测上述雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述雷达周围的目标物在接收到上述发射天线发射的上述电磁波信号后反馈回来的信号，上述回波信号中携带有上述雷达周围的目标物的信息；转换模块，用于切换上述至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换上述至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式。
进一步地，在上述远距探测模式下，上述至少一个发射天线为第一窄波束天线；和/或在上述远距探测模式下，上述至少一个接收天线为第二窄波束天线。
进一步地，在上述近距探测模式下，上述至少一个发射天线为第一宽波束天线；和/或在上述近距探测模式下，上述至少一个接收天线为第二宽波束天线。
进一步地，上述至少一个发射天线为第一宽波束天线的情况下，上述第一宽波束天线为第一宽带天线，其中，上述第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射电磁波信号；宽带馈电网络，与上述至少一个第一宽带天线单元相连，用于对上述至少一个第一宽带天线单元进行口面加权运算，和/或，在上述至少一个接收天线为第二宽波束天线的情况下，上述第二宽波束天线为第二宽带天线，其中，上述第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收回波信号；宽带馈电网络，与上述至少一个第二宽带天线单元相连，用于对上述至少一个第二宽带天线单元进行口面加权运算。
进一步地，在上述至少一个发射天线包括多个发射天线的情况下，且在俯仰方向上上述多个发射天线向上或向下偏移第一预设距离，以探测上述雷达周围的目标物的高度信息；和/或在上述至少一个接收天线包括多个接收天线的情况下，在俯仰方向上上述多个接收天线向上或向下偏移第二预设距离，以探测上述雷达周围的目标物的高度信息。
进一步地，上述第一预设距离为上述多个发射天线发射的电磁波信号的波长的倍数；和/或上述第二预设距离为上述多个接收天线接收的回波信号的波长的倍数。
进一步地，每一个上述发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个上述接收天线分别连接一个接收通道。
进一步地，所有的上述发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的上述接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。
进一步地，上述雷达还包括：处理模块，用于处理上述目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频模块，用于将上述目标物的信息传输给上述处理模块。
根据本发明的另一方面，还提供了一种交通工具，包括：上述的雷达，其中，上述雷达设置在上述交通工具上。
在本发明实施例中，采用一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测上述雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述雷达周围的目标物在接收到上述发射天线发射的上述电磁波信号后反馈回来的信号，上述回波信号中携带有上述雷达周围的目标物的信息；转换模块，用于切换上述至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换上述至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，达到了提高雷达的距离分辨率目的，从而实现了雷达远近距离高分辨率分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能的技术效果，进而解决了相关技术中雷达的距离分辨率低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的雷达的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的天线的示意图；
图3是根据本发明实施例的另一种可选的天线的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种雷达实施例，图1是根据本发明实施例的一种可选的雷达的示意图；如图1所示，该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为雷达周围的目标物在接收到发射天线发射的电磁波信号后反馈回来的信号，回波信号中携带有雷达周围的目标物的信息；转换模块(图1中未示出)，用于切换至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式。
也即，在雷达的发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收。并且，多个发射天线和接收天线都为宽带天线，接收的回波信号是由发射天线发送的电磁波信号探测目标物时，有目标物反馈回来的波信号，该信号中携带有目标物的信息包括目标物的大小，周围的障碍物大小等其他信息，通过转换模块，在对雷达周围的目标物进行探测时，根据实际情况对方位向的探测，切换至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，可以实现对不同方位向的目标物的探测。
在本发明实施例中，采用一种雷达，包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测上述雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，上述回波信号为上述雷达周围的目标物在接收到上述发射天线发射的上述电磁波信号后反馈回来的信号，上述回波信号中携带有上述雷达周围的目标物的信息；转换模块，用于切换上述至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换上述至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，达到了提高雷达的距离分辨率目的，从而实现了雷达远近距离高分辨率分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能的技术效果，进而解决了相关技术中雷达的距离分辨率低的技术问题。
可选地，在远距探测模式下，至少一个发射天线为第一窄波束天线；和/或在远距探测模式下，至少一个接收天线为第二窄波束天线。可选地，在近距探测模式下，至少一个发射天线为第一宽波束天线；和/或在近距探测模式下，至少一个接收天线为第二宽波束天线。需要说明的是，不同的第一窄波束天线或第二窄波束天线发射或接收的电磁波信号波长可以是不同的，也可以是相同的。
天线的组成可以是多种的，图2是根据本发明实施例的一种可选的天线的示意图，如图2所示，天线包括多个天线单元和馈电网络。可选的，在近距探测模式下，至少一个发射天线为第一宽波束天线的情况下，第一宽波束天线为第一宽带天线，其中，第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射电磁波信号；宽带馈电网络，与至少一个第一宽带天线单元相连，用于对至少一个第一宽带天线单元进行口面加权运算，和/或，在至少一个接收天线为第二宽波束天线的情况下，第二宽波束天线为第二宽带天线，其中，第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收回波信号；宽带馈电网络，与至少一个第二宽带天线单元相连，用于对至少一个第二宽带天线单元进行口面加权运算。
也即，在近距探测模式下，至少一个发射天线为第一宽波束天线和/或至少一个接收天线为第二宽波束天线的情况下，第一宽波束天线为第一宽带天线和/或第二宽波束天线为第二宽带天线时，每个接收天线和/或发射天线由若干宽带天线单元和宽带馈电网络组成(通常为并联馈电网络，宽带馈电网络可以对天线实现口面加权，达到低副瓣、波束赋形等特性；为了结构紧凑，通常为微带形式)，达到大于5％的相对带宽，即在77GHz频段有大于4G的工作带宽，达到3.75cm的高分辨率；在大于100GHz频段，能够达到大于6G的工作带宽，达到2.5cm的高分辨率，以达到分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能。
可选的，图3是根据本发明实施例的另一种可选的天线的示意图，由图3可知，图中的天线单元的高度是不同的，因此，可选的，在至少一个发射天线包括多个发射天线的情况下，且在俯仰方向上多个发射天线向上或向下偏移第一预设距离，以探测雷达周围的目标物的高度信息；和/或在至少一个接收天线包括多个接收天线的情况下，在俯仰方向上多个接收天线向上或向下偏移第二预设距离，以探测雷达周围的目标物的高度信息。通过一个或多个在俯仰偏移一定距离的发射和/或接收天线发射或接收的信号，可以与未偏移的发射和/或接收天线发射或接收的信号对比，如相位和/或幅度比较，对目标在俯仰向的高度信息进行探测。
可选的，第一预设距离为多个发射天线发射的电磁波信号的波长的倍数；和/或第二预设距离为多个接收天线接收的回波信号的波长的倍数。例如，预设距离为至少一个发射天线所发射的信号的波长的一半，和/或至少一个接收天线所接收的信号的波长的一半。
需要说明的是，其中一个或多个发射和/或接收天线在俯仰方向向上和/或向下偏离其他天线一定的距离，通常俯仰偏移量为二分之一的波长，以避免出现俯仰角度探测模糊的问题，当然也可以是其他预设距离，可根据实际情况确定。一个或多个发射和/或接收天线也可设计为在俯仰方向不同的的波束指向，以满足对不同高度物体的探测。
可选的，每一个发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个接收天线分别连接一个接收通道。也即，雷达包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，每个发射天线连接一个发射通道进行发射信号，每个接收天线连接一个接收通道进行接收信号，发射天线或接收天线可以是俯仰窄波束，方位宽波束天线等。
可选的，所有的发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。即根据探测角度和探测距离，一个或多个发射天线和一个或多个接收天线同时或分时工作，可以充分利用天线口径，通过多发送多接收天线和数字波束合成等技术实现一维方位向远距窄角度或近距宽角度高分辨率探测
可选的，雷达还包括：雷达还包括：处理模块，用于处理目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频模块，用于将目标物的信息传输给处理模块。
此外，将上述雷达与SAR成像功能一起使用，可以实现距离向和方位向的高分辨率探测。在通过多发送多接收天线和数字波束合成等技术实现了一维方位向远距窄角度或近距宽角度高分辨率探测的同时，对距离向实现高分辨率探测，从而实现对类似行人等小目标的探测。
实施例2
根据本发明的另一方面，还提供了一种交通工具，包括：雷达，其中，上述雷达设置在上述交通工具上。该雷达包括：至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测雷达周围的目标物；至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，回波信号为雷达周围的目标物在接收到发射天线发射的电磁波信号后反馈回来的信号，回波信号中携带有雷达周围的目标物的信息；转换模块，用于切换至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式。可选地，在远距探测模式下，至少一个发射天线为第一窄波束天线；和/或在远距探测模式下，至少一个接收天线为第二窄波束天线。可选地，在近距探测模式下，至少一个发射天线为第一宽波束天线；和/或在近距探测模式下，至少一个接收天线为第二宽波束天线。可选地，至少一个发射天线为第一宽波束天线的情况下，第一宽波束天线为第一宽带天线，其中，第一宽带天线包括：至少一个第一宽带天线单元，用于发射电磁波信号；宽带馈电网络，与至少一个第一宽带天线单元相连，用于对至少一个第一宽带天线单元进行口面加权运算，和/或，在至少一个接收天线为第二宽波束天线的情况下，第二宽波束天线为第二宽带天线，其中，第二宽带天线包括：至少一个第二宽带天线单元，用于接收回波信号；宽带馈电网络，与至少一个第二宽带天线单元相连，用于对至少一个第二宽带天线单元进行口面加权运算。可选地，在至少一个发射天线包括多个发射天线的情况下，且在俯仰方向上多个发射天线向上或向下偏移第一预设距离，以探测雷达周围的目标物的高度信息；和/或在至少一个接收天线包括多个接收天线的情况下，在俯仰方向上多个接收天线向上或向下偏移第二预设距离，以探测雷达周围的目标物的高度信息。可选地，第一预设距离为多个发射天线发射的电磁波信号的波长的倍数；和/或第二预设距离为多个接收天线接收的回波信号的波长的倍数。可选地，每一个发射天线分别连接一个发射通道；和/或每一个接收天线分别连接一个接收通道。可选地，所有的发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或所有的接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。可选地，雷达还包括：处理模块，用于处理目标物的信息，以得到雷达探测结果；射频模块，用于将目标物的信息传输给处理模块。
其中，交通工具可以是汽车，如新能源汽车，也可以是摩托车或轮船等交通工具，在此不再限定。雷达可以设置在交通工具的外表面，或者其他便于安装的地方，如安装在汽车的车灯内，或者汽车的车顶上，安装的位置在此不再限定。
在本发明实施例中，达到了提高雷达的距离分辨率目的，从而实现了雷达近距离高分辨率分辨行人等小物体的能力，具备行人识别功能的技术效果，进而解决了相关技术中雷达的距离分辨率低的技术问题。
需要说明的是，实施例2中的雷达与实施例1中雷达是相同或相类似的，在此不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种雷达，其特征在于，包括：
至少一个发射天线，用于发送电磁波信号以探测所述雷达周围的目标物；
至少一个接收天线，用于接收回波信号，其中，所述回波信号为所述雷达周围的目标物在接收到所述发射天线发射的所述电磁波信号后反馈回来的信号，所述回波信号中携带有所述雷达周围的目标物的信息；
转换模块，用于切换所述至少一个发射天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式，以及切换所述至少一个接收天线在方位向上的远距探测模式和近距探测模式。
2.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
在所述远距探测模式下，所述至少一个发射天线为第一窄波束天线；和/或
在所述远距探测模式下，所述至少一个接收天线为第二窄波束天线。
3.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
在所述近距探测模式下，所述至少一个发射天线为第一宽波束天线；和/或
在所述近距探测模式下，所述至少一个接收天线为第二宽波束天线。
4.根据权利要求3所述的雷达，其特征在于，
所述至少一个发射天线为第一宽波束天线的情况下，所述第一宽波束天线为第一宽带天线，其中，所述第一宽带天线包括：
至少一个第一宽带天线单元，用于发射电磁波信号；
宽带馈电网络，与所述至少一个第一宽带天线单元相连，用于对所述至少一个第一宽带天线单元进行口面加权运算；
和/或，
在所述至少一个接收天线为第二宽波束天线的情况下，所述第二宽波束天线为第二宽带天线，其中，所述第二宽带天线包括：
至少一个第二宽带天线单元，用于接收回波信号；
宽带馈电网络，与所述至少一个第二宽带天线单元相连，用于对所述至少一个第二宽带天线单元进行口面加权运算。
5.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
在所述至少一个发射天线包括多个发射天线的情况下，且在俯仰方向上所述多个发射天线向上或向下偏移第一预设距离，以探测所述雷达周围的目标物的高度信息；和/或
在所述至少一个接收天线包括多个接收天线的情况下，在俯仰方向上所述多个接收天线向上或向下偏移第二预设距离，以探测所述雷达周围的目标物的高度信息。
6.根据权利要求5所述的雷达，其特征在于，
所述第一预设距离为所述多个发射天线发射的电磁波信号的波长的倍数；和/或
所述第二预设距离为所述多个接收天线接收的回波信号的波长的倍数。
7.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，
每一个所述发射天线分别连接一个发射通道；和/或
每一个所述接收天线分别连接一个接收通道。
8.根据权利要求7所述的雷达，其特征在于，
所有的所述发射天线通过各自的发射通道同时或分时工作；和/或
所有的所述接收天线通过各自的接收通道同时或分时工作。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的雷达，其特征在于，所述雷达还包括：
处理模块，用于处理所述目标物的信息，以得到雷达探测结果；
射频模块，用于将所述目标物的信息传输给所述处理模块。
10.一种交通工具，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的雷达，其中，所述雷达设置在所述交通工具上。
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