CN109599680B - 一种稀疏阵列mimo天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线领域，提出了一种稀疏阵列MIMO天线。所述天线包括：2个发射天线和4个接收天线，发射天线之间的间距为d的整数倍，接收天线之间的间距为d的整数倍，d为大于0的正数。发射天线之间的发射波形正交。所述2个发射天线之间的间距为Md，M为大于等于1的正整数。所述4个接收天线中至少有一组相邻的接收天线之间的间距大于2d，通过向量的方式表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或0，所述1表示所在位置有天线，所述0表示所在位置没有天线。本发明所述的一种稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线角度分辨率较高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低，改善了车载毫米波雷达的性能。

Description

一种稀疏阵列MIMO天线
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种稀疏阵列MIMO天线。
背景技术
智能驾驶系统是一个集中运用了先进的信息控制技术，剧本环境感知、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。智能驾驶系统能够辅助驾驶员进行驾驶，而驾驶员能够在智能系统的一系列提示下，对实际的道路情况做出相应的反应。
在智能驾驶系统中，需要对外部环境及驾驶员行为的信息采集。在周边环境的采集以及模型建立、障碍物的探测中，毫米波雷达起到了重要的作用，并在自动泊车、自适应巡航等场景下得到了广泛的运用。随着智能驾驶的快速发展，毫米波雷达由于探测距离远、受环境影响小、成本低、技术成熟，成为ADAS系统主要的传感器。
现有汽车毫米波雷达普遍采用MIMO天线，MIMO之后的天线布阵主要为实孔径，实孔径雷达是由一个实际天线在一个位置上接收同一地物回波信号的侧视雷达。要提高实孔径雷达方位分辨率，必须加大天线的孔径，而车辆上的空间有限，因此车载雷达的角分辨率不高。对2个发射天线，4个接收天线，目前最典型的方案为Tx＝[1 0 0 0 1]，Rx＝[1 1 11]。其特征为，接收之间等间距排列，发射之间的间距等于接收阵总长度，MIMO合成之后，其等效为8个等间距排列的天线。其波束宽度和旁瓣都较高。
在现有汽车毫米波雷达中，也有少量雷达采用稀疏布阵，但旁瓣较高，没有对天线布阵进行优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是毫米波雷达的角度分辨率和旁瓣影响的问题，为了解决上述问题，本发明提出了一种稀疏阵列MIMO天线，本发明具体是以如下技术方案实现的：
本发明提出了一种稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏天线包括2个发射天线和4个接收天线，发射天线之间的间距为d的整数倍，接收天线之间的间距为d的整数倍，d为大于0的正数。所述2个发射天线之间的间距为Md，M为大于等于1的正整数。发射天线之间的发射波形正交。所述4个接收天线中至少有一组相邻的接收天线之间的间距大于2d，通过向量的方式表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或0，所述1表示所在位置有天线，所述0表示所在位置没有天线。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有11、12或13个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述11、12或13个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线之间不存在空缺。
所述11个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 0 0 0 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的11阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1]。
所述12个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的12阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1]。
所述13个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的13阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有14个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有14个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的14阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有15个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有15个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的15阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有16个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有16个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 1 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的16阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有17个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有17个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 1 0 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的17阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有18个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有18个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的18阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有19个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有19个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的19阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有20个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有20个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的20阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1]。
具体地，所述稀疏阵列MIMO天线为具有21个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有21个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 0 1 1 0 1]。经过MIMO(多入多出技术)后的21阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1]。
上述稀疏阵列MIMO天线，可以用如下方法获得，所述方法包括：
获得预期的稀疏阵列MIMO天线的天线宽度范围、波束宽度范围和旁瓣范围；
获得待筛选的稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线包括2个发射天线和4个接收天线；
仿真出待筛选的稀疏阵列MIMO天线的阵列方向图，根据阵列方向图得到待筛选的稀疏阵列MIMO天线波束宽度和旁瓣，并通过天线孔径获得天线宽度；
将待筛选的稀疏阵列MIMO天线的天线宽度、波束宽度和旁瓣与预期的天线宽度范围、波束宽度范围和旁瓣范围进行比对，选择符合预期的稀疏阵列MIMO天线；
对符合预期的稀疏阵列MIMO天线，通过向量的方式表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或0，所述1表示所在位置有天线，所述0表示所在位置没有天线。
采用上述技术方案，本发明所述的一种稀疏阵列MIMO天线，具有如下
有益效果：
1)本发明所述的一种稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线角度分辨率较高，获得了结构优化的稀疏阵列MIMO天线，提高了车载毫米波雷达的使用性能；
2)本发明所述的一种稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低，因此避免了稀疏阵列MIMO天线的旁瓣影响，获得了结构优化的稀疏阵列MIMO天线，获得了结构优化的稀疏阵列MIMO天线，提高了车载毫米波雷达的使用性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例提供的一种获得稀疏阵列MIMO天线的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种11阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图3为本发明实施例提供的一种12阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图4为本发明实施例提供的一种13阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图5为本发明实施例提供的一种14阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图6为本发明实施例提供的一种15阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图7为本发明实施例提供的一种16阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图8为本发明实施例提供的一种17阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图9为本发明实施例提供的一种18阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图10为本发明实施例提供的一种19阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图11为本发明实施例提供的一种20阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图；
图12为本发明实施例提供的一种21阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线和接收天线分布示意图。
具体实施方式
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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
实施例1：
本发明实施例中提供了一种获得稀疏阵列MIMO天线的方法，如图1所示，所述方法包括：
S1.获得预期的稀疏阵列MIMO天线的天线宽度范围、波束宽度范围和旁瓣范围；
S2.获得待筛选的稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线包括2个发射天线和4个接收天线；
S3.仿真出待筛选的稀疏阵列MIMO天线的阵列方向图，根据阵列方向图得到待筛选的稀疏阵列MIMO天线波束宽度和旁瓣，并通过天线孔径获得天线宽度；
S4.将待筛选的稀疏阵列MIMO天线的天线宽度、波束宽度和旁瓣与预期的天线宽度范围、波束宽度范围和旁瓣范围进行比对，选择符合预期的稀疏阵列MIMO天线；
S5.通过向量的方式表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或0，所述1表示所在位置有天线，所述0表示所在位置没有天线，输出符合要求的稀疏阵列MIMO天线。
具体地，所述稀疏阵列天线是指采用阵列稀疏技术的相控阵天线，阵列稀疏是指从规则排布的均匀相控阵中按照一定比例剔除部分阵元，或者将这些阵元连接到匹配负载上，这样既可以减少阵列天线成本和重量，还可以获得与满阵排布相当的窄波束。当阵元均匀激励时，稀疏阵列天线可以获得比满阵布置更低的副瓣电平。
本方法所筛选的稀疏阵列MIMO天线，包括2个发射天线和4个接收天线，发射天线之间的间距为d的整数倍，接收天线之间的间距为d的整数倍，d为大于0的正数。所述2个发射天线之间的间距为Md，M为大于等于1的正整数。发射天线之间的发射波形正交。所述4个接收天线中至少有一组相邻的接收天线之间的间距大于2d。将经过稀疏处理的发射天线和接收天线进行多种组合，穷举列出所有可能的稀疏阵列MIMO天线，并计算每个稀疏阵列MIMO天线的天线宽度、波束宽度和旁瓣，与预期的范围进行比对，筛选出较为符合预期范围的天线。
本实施例所述的一种获得稀疏阵列MIMO天线的方法，能够对全部的稀疏阵列进行筛选，获得角度分辨率，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低的稀疏天线，这些稀疏天线能够改善车载毫米波雷达的使用效果，并在一定程度上克服稀疏天线的旁瓣影响。
实施例2：
本发明实施例中提供了一种11阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述11阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的11阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图2所示，在所述的11阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 1]，Rx＝[1 0 0 1 00 0 1 0 1]。利用MIMO(多入多出技术)能够改善通信质量。经过MIMO(多入多出技术)后的11阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1]。
本实施例所述的一种11阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例3：
本发明实施例中提供了一种12阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述12阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的12阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图3所示，在所述的12阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 1]，Rx＝[1 0 0 0 10 0 0 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的12阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[11 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1]。
本实施例所述的一种12阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例4：
本发明实施例中提供了一种13阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述13阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的13阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图4所示，在所述的13阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 1]，Rx＝[1 0 0 1 00 1 0 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的13阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1]。
天线宽度包括阵型宽度、收发间隔15mm和收发间隔10mm三个参数，dBF波束宽度包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数，未加权的dBF波束旁瓣包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数。在所述13阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为12d，收发间隔15mm为38.34mm，收发间隔10mm为33.34mm。在描述dBF波束宽度时，波束指向0°为7.2°，波束指向20°为7.8°，波束指向40°为9.4°。在描述未加权的dBF波束旁瓣时波束指向0°为7.9dB，波束指向20°为7.9dB，波束指向40°为7.9dB。
本实施例所述的一种13阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例5：
本发明实施例中提供了一种14阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述14阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的14阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图5所示，在所述的14阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 1]，Rx＝[1 1 00 0 0 0 0 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的14阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1]。
天线宽度包括阵型宽度、收发间隔15mm和收发间隔10mm三个参数，dBF波束宽度包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数，未加权的dBF波束旁瓣包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数。在所述14阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为13d，收发间隔15mm为40.285mm，收发间隔10mm为35.285mm。在描述dBF波束宽度时，波束指向0°为6.4°，波束指向20°为6.8°，波束指向40°为8.4°。在描述未加权的dBF波束旁瓣时波束指向0°为6.7dB,波束指向20°为6.7dB，波束指向40°为6.7dB。
本实施例所述的一种14阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例6：
本发明实施例中提供了一种15阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述15阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的15阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图6所示，在所述的15阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 1]，Rx＝[1 1 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的15阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1]。
天线宽度包括阵型宽度、收发间隔15mm和收发间隔10mm三个参数，dBF波束宽度包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数，未加权的dBF波束旁瓣包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数。在所述15阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为14d，收发间隔15mm为42.23mm，收发间隔10mm为37.23mm。在描述dBF波束宽度时，波束指向0°为6°，波束指向20°为6.3°，波束指向40°为7.7°。在描述未加权的dBF波束旁瓣时波束指向0°为6.44dB，波束指向20°为6.44dB，波束指向40°为6.44dB。
本实施例所述的一种15阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例7：
本发明实施例中提供了一种16阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述16阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的16阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图7所示，在所述的16阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 1]，Rx＝[1 1 0 1 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的16阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1]。
天线宽度包括阵型宽度、收发间隔15mm和收发间隔10mm三个参数，dBF波束宽度包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数，未加权的dBF波束旁瓣包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数。在所述16阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为15d，收发间隔15mm为44.175mm，收发间隔10mm为39.175mm。在描述dBF波束宽度时，波束指向0°为6.1°，波束指向20°为6.5°，波束指向40°为8°。在描述未加权的dBF波束旁瓣时波束指向0°为6dB，波束指向20°为6dB，波束指向40°为6dB。
本实施例所述的一种16阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例8：
本发明实施例中提供了一种17阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述17阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的17阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图8所示，在所述的17阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 1]，Rx＝[1 0 0 1 1 0 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的17阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1]。
本实施例所述的一种17阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例9：
本发明实施例中提供了一种18阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述18阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的18阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图9所示，在所述的18阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 1]，Rx＝[1 0 0 00 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的18阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1]。
本实施例所述的一种18阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例10：
本发明实施例中提供了一种19阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述19阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的19阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图10所示，在所述的19阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，Rx＝[1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的19阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1]。
天线宽度包括阵型宽度、收发间隔15mm和收发间隔10mm三个参数，dBF波束宽度包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数，未加权的dBF波束旁瓣包括波束指向0°、波束指向20°和波束指向40°3个参数。在所述13阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为18d，收发间隔15mm为50.01mm，收发间隔10mm为45.01mm。在描述dBF波束宽度时，波束指向0°为5.6°，波束指向20°为6°，波束指向40°为7.3°。在描述未加权的dBF波束旁瓣时波束指向0°为7.2dB，波束指向20°为7.2dB，波束指向40°为7.2dB。
本实施例所述的一种19阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例11：
本发明实施例中提供了一种20阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述20阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的20阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图11所示，在所述的20阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，Rx＝[1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的20阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1]。
本实施例所述的一种20阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
实施例12：
本发明实施例中提供了一种21阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述21阵元的稀疏阵列MIMO天线用于车载毫米波雷达。
在本发明实施例所述的21阵元的稀疏阵列MIMO天线中，包括6个单向天线，其中发射天线Tx组包括两个天线，接收天线Rx组包括四个天线。以向量表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或者0,1表示位置上有天线，0表示位置上无天线，相邻元素之间的距离相等。
如图12所示，在所述的21阵元的稀疏阵列MIMO天线中：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1]，Rx＝[1 0 0 0 1 1 0 1]，经过MIMO(多入多出技术)后的21阵元的稀疏阵列MIMO天线的等效布阵为[1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1]。
本实施例所述的一种21阵元的稀疏阵列MIMO天线角度分辨率高，且旁瓣相对普通的稀疏阵而言较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线应用于车载毫米波雷达中，所述稀疏阵列MIMO天线包括2个发射天线和4个接收天线，所述稀疏阵列MIMO天线符合预期天线宽度、预期波束宽度和预期旁瓣，在确定稀疏阵列MIMO天线时，仿真出待筛选的稀疏阵列MIMO天线的阵列方向图，根据阵列方向图得到待筛选的稀疏阵列MIMO天线波束宽度和旁瓣，并通过天线孔径获得天线宽度；
所述发射天线之间的间距为Md，M为大于等于1的正整数，d为大于0的正数，所述发射天线之间的发射波形正交；
所述接收天线之间的间距为d的整数倍，所述接收天线中至少有一组相邻的接收天线之间的间距大于2d，d为大于0的正数；
通过向量的方式表示发射天线和接收天线的位置，向量元素为1或0，其中，1表示所在位置有天线，0表示所在位置没有天线；
所述稀疏阵列MIMO天线包括13阵元、14阵元、15阵元、16阵元或19阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述稀疏阵列MIMO天线的天线宽度包括阵型宽度和收发间隔；
其中，在13阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为12d，收发间隔15mm的天线宽度为38.34mm，收发间隔10mm的天线宽度为33.34mm；
其中，在15阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为14d，收发间隔15mm的天线宽度为42.23mm，收发间隔为10mm的天线宽度为37.23mm；
其中，在16阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为15d，收发间隔15mm的天线宽度为44.175mm，收发间隔为10mm的天线宽度为39.175mm；
其中，在19阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为18d，收发间隔15mm的天线宽度为50.01mm，收发间隔为10mm的天线宽度为45.01mm；
其中，在14阵元的稀疏阵列MIMO天线中，阵型宽度为13d，收发间隔15mm的天线宽度为40.285mm，收发间隔10mm的天线宽度为35.285mm；dBF波束宽度在波束指向0°为6.4°，dBF波束宽度在波束指向20°为6.8°，dBF波束宽度在波束指向40°为8.4°；未加权的dBF波束旁瓣在波束指向0°时为6.7dB,未加权的dBF波束旁瓣在波束指向20°为6.7dB，未加权的dBF波束旁瓣在波束指向40°为6.7dB。
2.根据权利要求1所述的一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线为具有13个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述发射天线之间没有空隙；
所述13个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1]。
3.根据权利要求1所述的一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线为具有14个阵元的稀疏阵列MIMO天线；
所述14个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1]。
4.根据权利要求1所述的一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线为具有15个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有15个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1]。
5.根据权利要求1所述的一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线为具有16个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有16个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 1 0 1 0 0 0 1]。
6.根据权利要求1所述的一种稀疏阵列MIMO天线，其特征在于，所述稀疏阵列MIMO天线为具有19个阵元的稀疏阵列MIMO天线，所述具有19个阵元的稀疏阵列MIMO天线的发射天线的分布为：Tx＝[1 0 0 0 0 0 0 1]，接收天线的分布为：Rx＝[1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 01]。
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