CN110121656A - 高分辨率3d雷达波成像设备 - Google Patents

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Abstract

雷达波成像设备(10)包括：雷达发射器单元(18)，其具有至少一个雷达发射天线(20)，以用于朝向场景发射雷达波；以及雷达接收单元(22)，其包括被布置为二维阵列的多个雷达接收器构件(24)，以用于接收反射的雷达波。雷达接收单元(22)包括成像雷达光学单元(32)，以用于将场景的至少一部分成像到雷达接收器构件(24)的二维阵列的至少一部分上。成像雷达光学单元(32)包括至少第一雷达透镜(36)，其被布置在雷达接收器构件(24)与场景之间。雷达接收器构件(24)被布置为直接接触第一雷达透镜(36)的背对场景的表面。

Description

高分辨率3D雷达波成像设备
技术领域
概括而言，本发明涉及一种雷达波成像设备，其可用于各种应用，例如人员监视、建筑物管理和安全性以及诸如小型无人驾驶航空系统和汽车之类的移动平台上的应用，以及用于物联网领域中的感测应用。
背景技术
采用雷达技术在军事和航空电子技术领域中是已知的。最近，雷达传感器的发展已经集中在汽车领域(特别是在75与81GHz之间的毫米波范围中采用雷达技术)，用于汽车ADAS(先进驾驶员辅助系统)之类的汽车外部应用中，以通过用适当的警告来促进车辆驾驶员的优化反应，或者甚至通过例如在防撞系统中自动接管车辆的控制，来提高安全性。
在汽车雷达应用中，一个挑战是确定朝向目标发射并由目标反射的入射雷达波的到达方向(DoA)。常见的实现涉及大型贴片天线和波束成形算法。
举例来说，专利US 8,994,581B1描述了一种DoA估计的方法，其中，车辆被配置有用于辅助车辆引导的雷达系统。该方法可以包括由多个天线形成的天线阵列，所述多个天线被配置为接收雷达信号。天线阵列在给定天线与相邻天线之间具有相应的间隔；然而，多个间隔包括至少两个不同的间隔。该方法的一部分可以由处理器执行，所述处理器被配置为基于与阵列中的两个天线对相关联的差分相位之间的差异来计算检测信道。处理器还可以基于检测信道和多个天线间隔来计算明确角度(an unambiguous angle)。另外，处理器可以基于计算出的明确角度来控制雷达单元。
欧洲专利申请EP 2 916 140A2描述了一种用于汽车应用的雷达系统的多输入多输出(MIMO)天线，其具有改进的天线的栅瓣性能。MIMO天线包括第一发射天线、第二发射天线和接收天线。第一发射天线被配置为朝向目标发射第一雷达信号。第一发射天线由第一垂直阵列的辐射器元件形成。第二发射天线被配置为朝向目标发射第二雷达信号。第二发射天线由与第一垂直阵列不同的第二垂直阵列的辐射器元件形成。接收天线被配置为检测由目标朝向接收天线反射的雷达信号。接收天线由多个成对的垂直阵列的探测器元件形成。
MIMO天线包括在水平维度中的多个发射和接收天线的间隔，其同时提供具有虚拟合成阵列的半波长间隔的更高增益天线以避免栅瓣。为了避免栅瓣，形成TX和RX天线的垂直阵列通常需要以半波长隔开。在方位角中的数字波束形成(DBF)之前校正子阵列的虚拟相位中心之间的相位偏移，以便完全消除栅瓣。
因此，为了使用所描述的传统DoA估计方法，因此必须确保载波频率规模上的天线同步，这在100GHz的示例性载波频率的情况下意味着在皮秒规模(10-12s)的同步。
未来的需求涉及散布安装在车辆上的多个小天线，以用于提供多功能性。然而，当用传统的数字波束成形(DBF)方法执行时，天线位移多个波长导致角度重建中的模糊性。
在方位角方向和海拔高度方向二者上的当前雷达设备的角分辨率例如对于汽车ADAS(先进驾驶员辅助系统)要求，或者对于航天应用(例如，无人机和直升机)是不够的。
使用如数字波束成形(DBF)或波束控制之类的原理，可以使用大平面天线阵列(相控阵列)中的附加个别天线构件来增加角分辨率，然而：
-平面天线基板(所谓的前端印刷电路板(PCB)，例如由适合于雷达操作频率的PCB材料制成)上的馈电结构的尺寸和复杂性是小型设备中的大成本效率的相控阵列的限制因素。
-多元件相控阵列的大尺寸(例如，在门阵列(也称为未提交的逻辑阵列(ULA)中的100个天线构件，其在77GHz的雷达载波频率下以半波长隔开)将导致大约20cm的尺寸，这对于在乘用车中集成是非常难以实现的。
-由于相控阵列的大的总体尺寸，个体天线构件的所需长度的馈电传输线将影响并限制雷达设备的信噪比(SNR)。
-替代地，在分布式IC(集成电路)(其被布置在大型相控阵列的个体天
线附近)用于雷达信号生成和检测的情况下，制造的复杂性显著增加，这是因为必须通过高精度过程将许多个体的IC连接到前端PCB。而且，必须在个体IC之间共享本地振荡器，以实现相控阵列的一致操作。
发明目的
因此，本发明的目的是提供一种能够以改进的角分辨率进行以下操作中的至少一个的雷达波成像设备
-检测其视场中的反射目标，
-明确地测量到所检测的目标中的每个的距离，
-明确地测量所检测的目标中的每个的相对径向速度，并且
-测量所检测的目标中的每个的反射雷达信号的到达角。
发明内容
在本发明的一个方面，目的由雷达波成像设备实现。雷达波成像设备包括雷达发射器单元和雷达接收单元。雷达发射器单元包括至少一个雷达发射天线，并且被配置用于朝向具有待检测的潜在对象的场景发射雷达波。雷达接收单元被配置用于接收由发射器单元发射的雷达波已经照射的对象所反射的雷达波。接收单元包括多个雷达接收器构件，其被布置为二维阵列。
根据本发明，接收单元包括成像雷达光学单元，以用于将场景的至少一部分成像到雷达接收器构件的二维阵列的至少一部分上。成像雷达光学单元包括至少一个雷达透镜，其被布置在雷达接收器构件与场景之间。雷达接收器构件被布置为与至少一个雷达透镜的背对场景的表面直接接触。
在本申请中使用的短语“被配置为”应特别理解为被特别地编程、布局、供应(furnish)或布置。
本申请中使用的短语“直接接触”应特别理解为：至少部分地由至少一个雷达透镜包围的雷达接收器构件，雷达接收器构件直接邻接至少一个一个雷达透镜，或者雷达接收器构件被布置在界面材料内，所述界面材料紧邻第一雷达透镜的背对场景的表面布置。在后一种情况下，内部反射可以发生在透镜材料与界面材料之间的边界处，然而接收器构件仍然可以测量辐射的消逝场。随着渐逝场强随着距透镜表面的距离的增加而指数地减小，并且界面介质中的波长是该指数减小的长度尺度参数，接收器构件应当优选地定位在到第一雷达透镜的背对场景的表面的远小于发射的雷达波的载体频率的一个波长的距离内。这里，波长表示该透镜表面与接收器构件之间的界面材料中的波长，即真空波长除以界面材料的折射率。在雷达接收器构件被布置为与第一雷达透镜的表面直接邻接接触的情况下，可以在接收器构件处测量到更高的信号，这是因为电磁波不需要透过透镜材料与界面材料之间的边界。
以这种方式，波束成形的功能由成像雷达光学单元执行，而没有采用波束成形方法的任何需要。因此，雷达波成像设备不是基于本领域已知的用于相控阵列的数字波束形成技术，例如Barlett波束形成器、最小方差无失真响应(CAPON)波束形成器或诸如MUSIC(多信号分类)和ESPRIT(通过旋转不变技术估计信号参数)之类的先进波束形成方法。在合适的实施例中，可以提供集成在集成电路上的大型探测器阵列。使用高折射率材料，雷达透镜允许利用雷达透镜的高分辨率来对场景成像，以得到与传统的小到中型相控阵列相比角分辨率的显著增加。
本领域技术人员将容易领会，当被应用于诸如频率调制连续波(FMCW)雷达或相位调制连续波(PMCW)雷达之类的现有先进雷达拓扑中时，根据本发明的雷达波成像设备可以允许针对每对雷达发射器单元和雷达接收器构件实现雷达范围和多普勒矩阵。通过针对所有提供的发射器单元和雷达接收器构件对组合范围和多普勒矩阵，可以生成具有范围、多普勒速度估计和到达方向(DoA)估计的高分辨率3D雷达立方体。
此外，如本领域技术人员将容易认识到的，雷达波成像设备可以包括用于向雷达发射器单元提供雷达波的雷达波发生器。此外，雷达波成像设备可以包括接收器电路，以用于处理已经由已经由对象反射的接收的雷达波在雷达接收器构件中已经生成的信号。将领会的是，雷达发射器可以以任何合适的载波频率并且在特定带宽的电磁频谱的操作频带内操作，所述操作频带已被许可给当前的应用，例如X波段频率、24GHz和60GHz工业、科学和医疗(ISM)频带或W波段频带，例如76GHz与81GHz之间频谱中可用或预见的汽车雷达频带。本发明还可以用于电磁波谱的其他部分中，例如上部毫米波光谱范围(例如，110GHz–300GHz)，以及THz或IR光谱范围。
接收器电路可以包含以下各项中的一项或多项：低噪声放大器(LNA)、用于零差/外差与本地振荡器(LO)混合到中频(IF)的电子混频器、另一随后的LNA和用于信号数字转换的模数转换器(ADC)。在代码序列类型的雷达设备的情况下，所接收和数字化的信号然后可以与相关器组中的所发射的雷达波序列数字地相互关联，以得到范围信息。典型的数字雷达信号处理(例如，通过估计多普勒频移来进行用于速度确定的傅里叶变换)也可以在接收器电路的数字部分中或在专用信号处理IC中实现。注意，在包含多个接收器构件的接收器单元的情况下，接收器电路最好与接收器构件一起集成到单个集成电路中。
雷达波成像设备在汽车应用(即，用于车辆)中特别有益。在本申请中使用的术语“车辆”应特别理解为包括乘用车、卡车和巴士。
雷达发射器单元和雷达接收单元可以集成在单个集成电路中，或者同样地集成在由若干集成电路构成的单个子系统中，在两种情况下实现单基地雷达系统，如图1中示意性地示出的。此外，雷达发射器单元和雷达接收单元可以分布在单个车辆上或不同的车辆上，或者可以以其他方式分布在空间中，以实现双基地雷达系统。
优选地，被布置为二维阵列的多个雷达接收器构件被布置在平面支撑板上。其中，多个雷达接收器构件被布置为支撑板的弯曲表面上的二维阵列的实施例也是可能的。二维阵列应理解为包括多于2×1个接收器构件，优先地多于3×2个接收器构件。通常，应用将需要大量接收器构件，例如，使用5×4或10×6的接收器构件。因为优先地针对本发明寻求高容量(high volume)应用，所以本发明的成本有效的实现可能是有意义的。在典型情况下，接收器构件阵列出于这个原因将被布置在与接收器电路相同的IC上，并且IC将具有市场上的典型尺寸，例如，优先地边长低于12mm。将注意，使用与雷达接收器构件直接接触布置的第一雷达透镜导致所述接收器构件的形状因数和间隔允许将至少3×2接收器构件的接收器构件阵列直接部署在接收器IC上。
此外此处进一步注意，术语“第一”、“第二”等在本申请中仅用于区分目的，并不意味着以任何方式指示或预期序列或优先级。
优选地，成像雷达光学单元包括至少一个第二雷达透镜，其被布置在第一雷达透镜与场景之间。当适当设计的第二雷达透镜被包括在成像雷达光学单元中时，可以实现关于诸如球面像差、彗差、像散和像场弯曲之类的透镜像差的大大改善的图像质量。应当领会，成像雷达光学单元可以包括被布置在第一雷达透镜与场景之间的更多雷达透镜元件。
优选地，第二雷达透镜由具有合适折射率的材料制成，以限制在第二雷达透镜的材料与周围空气之间的边界处的入射雷达波的显著部分的反射。不能简单地给出第二透镜材料的折射率的避免在该透镜的背部处的全内反射的清楚上限；它取决于应用中所需的视场以及如何设计两个或更多个透镜的光学系统。以相对于大于或等于临界角Θcrtitcal＝asin(nspace/nlens)的表面法线的角度撞击透镜的出射表面的光线将在透镜表面处全反射。这导致通过透镜的传输损失和传输衰减。抗反射涂层不能防止或缓解这个问题。当设计光学系统时，透镜出射表面上的光线相对于表面法线具有小于Θcrtitcal的角度仅仅是要被遵守的附加约束。在图4所示的示例中，nspace是1并且nlens是1.5，导致Θcrtitcal＝41.8°。对于nlens＝3，临界角将是19.5°，这在图4的示例中将太小。为nlens选择小的值(例如，大约1.5的值)放松了光学设计约束。
第一雷达透镜和第二雷达透镜可以包括作为球体(球形)的一部分的表面。表面也可以是非球形的一部分，例如双曲面。通常，可以根据需要使用透镜设计领域中已知的非球面透镜表面。由于角度分辨率和仰角和方位角视场的要求可能不同，因此可以引入成像光学系统相对于视场的两个方向的不对称性，例如通过使用柱面透镜元件。
在雷达波成像设备的优选实施例中，第一雷达透镜包括在待发射的雷达波的雷达操作频带下具有大于3且优先地在5.0与50.0之间的折射率的材料。以这种方式，可以实现雷达波成像设备的紧凑设计。因为雷达接收器构件被布置为直接接触第一雷达透镜的背对场景的表面，所以可以有效地减少甚至避免在第一雷达透镜的材料与空气之间的边界处将不可避免地发生的入射雷达波的显著部分的反射。
优选地，第一雷达透镜至少在朝向场景的表面上包括至少一层抗反射涂层。以这种方式，可以有效地减少在周围空气与第一雷达透镜的材料之间的边界处将不可避免地发生的入射雷达波的显著部分的反射。如本领域中已知的，单层抗反射涂层的优选厚度接近雷达波的雷达操作频带下的波长的四分之一除以层材料的折射率，并且层材料的优选的折射率接近第一雷达透镜的材料的折射率的平方根。
通常，还预期了第一雷达透镜包括两层或更多层抗反射涂层，如本领域中公知的，并且层厚度和折射率的设计规则可从教科书获得。
成像雷达光学单元的更多实现是可想象的，其包含其他类型的光学元件，例如曲面镜，尤其还有其他类型的透镜元件，例如全息透镜元件、开诺全形透镜和基于超材料概念的透镜，包括惠更斯元表面。例如，惠更斯元表面在Carl Pfeiffer和Anthony Grbic的以下文章中被描述：“Metamaterial Huygens'Surfaces：Tailoring Wave Fronts withReflectionless Sheets”，Phys.Rev.Letters 110,197401-1to-5(2013)，其全部内容特此通过引用方式并入本文，对于允许通过引用方式并入的管辖区域具有效力。
对于超曲面情况，一系列选择的亚波长介电或金属元原子元件(metallic meta-atom element)(每个在通过表面的透射中给出不同的相移)可以以这样的方式分布在平坦或弯曲的表面上，以便实现雷达透镜功能。为了确保良好的透射特性，元原子表面的阻抗可以与自由空间阻抗相匹配。最佳地，元原子由高折射率材料构成、或由在雷达接收器构件的二维阵列顶部上的高折射率材料的外表面上的金属或介电材料结构构成。
具有合适折射率的材料的示例是锆钛酸锡(ZrSnTiO3)和其他锆酸盐材料、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)和钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,0<x<1)。对于雷达透镜的技术实现，折射材料可以以各种形式和组合使用。示例是结晶形式，包括纳米晶体粉末的烧结晶体粉末、玻璃、以及填充有包括纳米晶体的结晶粉末的聚合物材料。
在雷达波成像设备的优选实施例中，雷达发射器单元包括用于调制待发射的雷达波的至少一个调制单元，其中，调制包括幅度调制、频率调制和相位调制中的至少一个或其组合。
通常，对于连续波雷达设备，发射的雷达波可以是调制的(频率调制的、幅度调制的、相位调制的或这些调制的任何组合)或未调制的。
本领域技术人员将容易领会，在载波频率附近的给定带宽的操作频带中的所发射的雷达波可以形成恒定频率波信号(如在连续波(CW)雷达设备中)，或者可以形成具有合适脉冲宽度和脉冲重复率的脉冲序列信号。所发射的雷达波可以形成任何幅度调制信号或频率调制信号，例如线性频率调制信号(例如，频率调制连续波(FMCW)雷达信号)。所发射的雷达波也可以由这些模拟调制的组合形成，例如脉冲FMCW雷达。所发射的雷达波也可以包括超宽带(UWB)信号。此外，所发射的雷达波还可以形成数字码序列，其使用幅度调制、正交频分复用(OFDM)调制、相位调制连续波(PMCW，使用例如二进制或正交相移键控)或任何其他调制来编码。所发射的雷达波可以由模拟和数字调制方法的组合形成。优选地，使用幅度、频率或相位调制或这些的组合，这是因为它们允许解析由一个或多个对象反射的所发射的雷达波的范围信息和多普勒频移。
如本领域中已知的，通过应用适当的调制技术，可以提供用于以下操作的雷达波成像设备：检测其视场中的反射目标，和/或明确地测量到检测到的目标中的每个的距离，和/或明确地测量检测到的目标中的每个的相对径向速度，和/或测量检测到的目标中的每个的所反射的雷达信号的到达角。
取决于所应用的调制技术的性质，雷达接收单元包括适当的解调单元。
优选地，雷达接收器构件包括贴片天线、缝隙天线或偶极天线中的至少一个。通过采用这些天线(其在一个或多个频率下并且在接收器电路的操作带宽内形成谐振构件以用于处理雷达接收器构件的信号)之一，可以容易地生成表示入射在相应的雷达接收器构件上的雷达波的电信号。
取决于接收器电路的操作频率，雷达接收器构件还可以生成表示所接收的雷达波的信号，而无需使用谐振结构(例如，天线)，而是通过基于有源或无源电磁波检测功能由材料结构直接检测入射雷达波，所述材料结构例如CCD(电荷耦合器件)类的电容构件或电阻器、晶体管、二极管。
优选地，雷达波成像设备包括接收器电路，所述接收器电路电连接到多个雷达接收器构件并且被配置用于对雷达接收器构件的信号的模拟和/或数字信号处理。雷达接收器构件中的至少一个包括在操作频带中谐振的至少一个谐振构件。以这种方式，可以容易地生成和处理表示入射在相应的雷达接收器构件上的雷达波的电信号。
在本申请中使用的短语“电连接”应理解为包括电流电连接(即，直接电接触)以及通过电容和/或电感电磁耦合建立的电连接。
在雷达波成像设备的优选实施例中，雷达接收器构件中的至少一个包括天线构件，所述天线构件被配置用于根据其偏振来区分接收的雷达波。例如，偏振可以是右旋和左旋圆偏振或水平和垂直线性偏振。通过针对两个不同的偏振使用复信号接收路径(即，检测同相分量和正交分量)，也可以数字地检测圆形入射雷达波的旋向性。替代地，使用圆偏振天线馈电方法，也可以直接检测圆偏振。对于两个偏振，天线也可以在不同频率下谐振，以实现根据频率和偏振的同时分离。针对单个偏振优化的单独天线可以允许更高的偏振交叉分离。利用线性或圆偏振发射雷达波允许检测已由待分析场景中的对象反射的所接收雷达波的偏振特性，从而允许更好地表征场景中的对象，如在雷达偏振测量领域中公知的。
优选地，多个雷达接收构件中的雷达接收器构件由电磁屏障彼此电磁地相互分离。以这种方式，并置的雷达接收器构件之间的电磁串扰可以有利地减少或甚至几乎消除。电磁屏障可以由具有适当导电性的金属制成，或者由介电和/或金属材料的几何结构制成，以有效地减少不同接收器构件之间的相互耦合，其例如所谓的“电磁带隙”超材料边界，例如由以下文献描述的：Yang,F.,Rahmat-Samii,Y.,“Microstrip Antennas Integratedwith Electromagnetic Band-Gap(EBG)Structures:A Low Mutual Coupling Design forArray Applications”(2003)IEEE Transactions on Antennas and Propagation,51(10II),pp.2936-2946。
在雷达波成像设备的优选实施例中，二维阵列的多个雷达接收器构件中的雷达接收器构件之间的间隔被选择为接近成像光学器件的衍射极限光斑直径，优选地间隔被选择为大于所述光斑直径的0.5倍的因子并且小于其2.0倍的因子。以这种方式，可以将雷达接收器构件的二维阵列的间隔调节为成像雷达光学单元的衍射极限。通常，成像光学器件以这种方式设计以使得成像光学器件的衍射极限光斑直径小于并且大于λ是待检测信号的载波频率的波长并且n是第一透镜材料的折射率。在这种情况下，二维阵列的多个雷达接收器构件中的雷达接收器构件之间的间隔优选地大于并且小于优选地，成像光学器件的衍射极限光斑直径小于且大于在这种情况下，二维阵列的多个雷达接收器构件的雷达接收器构件之间的间隔优先地小于并且大于
如本领域中已知的，成像雷达光学单元的衍射极限由所发射的雷达波的在第一雷达透镜的折射材料中的载波频率的波长和第一雷达透镜或第一雷达透镜和第二雷达透镜的组合(如果适用的话)的在垂直于已经由对象反射的入射雷达波的传播方向的方向上的尺寸(孔径)确定。
优选地，在二维阵列中，雷达接收器构件在阵列的第一维度中以第一间距均匀地隔开，并且在阵列的第二维度中以第二间距均匀地隔开，所述第二维度垂直于第一维度。以这种方式，可以实现场景的均匀成像。
在雷达波成像设备的优选实施例中，雷达发射器单元和多个雷达接收器构件被配置为在单输入和多输出或多输入和多输出配置中操作。
特别地，在MIMO配置中，每个雷达发射天线被理解为能够以表示相互正交码的独立方式发射雷达波。雷达波信号的正交性(“正交波形”)可以使用频分、时分、偏振分割或码分复用等获得。每个雷达接收单元还被理解为能够接收已经由雷达发射天线中的任何一个发射并且已经由对象以少量串扰干扰反射的雷达波。这些实施例提供了关于虚拟孔径的放大的尺寸、改进的空间分辨率和对干扰信号的较低灵敏度的MIMO雷达配置的益处，如本领域中公知的。
通常，大多数先进的雷达拓扑(例如，FMCW或PMCW)使得能够针对每对雷达发射天线和雷达接收器构件实现雷达范围和多普勒矩阵。通过针对所有雷达发射天线和雷达接收器构件对组合范围和多普勒矩阵，可以生成大型雷达立方体。对于本发明，并且在其中仅提供单个发射天线的情况下，波束成形可以由光学系统完成，并且本发明不依赖于相控阵列的数字波束形成技术。
在使用多个发射天线的情况下，例如可以为发射天线阵列选择均匀的线性区域间隔，其中，天线间隔在阵列的维度的一个方向上，d例如是半真空波长的倍数，m∈{1,2,3,…}。原则上，m也可以取任何实数值，以使得m>1。每个使用上述复用技术之一来发送正交波形的Tx天线的阵列可以与接收单元中的每个单个接收器构件一起被认为是“多输入单输出”(MISO)复用雷达。使用波束形成器，例如传统(Bartlett)波束形成器，可以基于由不同Tx天线发送并由公共接收天线接收的雷达波信号的相位差来执行到达角(AoA)估计。如果我们考虑使用具有宽视场的传统单个Rx天线来收集这些雷达波信号，则对于m>1，波束形成器算法将导致模糊的对象定位。这些多个AoA解Θi可以写为：并且根据下式隔开：这里Θi表示模糊AoA方向与阵列表面的法线之间的角度，并且Θ0表示包含高角度分辨率信息的小角度。
现在使用具有成像系统的雷达接收器构件，具有尺寸Δx(对于上面的Tx天线阵列，在与d相同的方向上)的雷达接收器构件的每个天线构件(或像素)从与电磁辐射相关联的视场区域收集该电磁辐射。所述FOV的角宽度可以以第一近似写作n表示第一透镜的高折射材料的折射率，并且f表示第一透镜的焦距。通过确保可以提升发射阵列中对于任何实数m>1给予的模糊度。通常，值应当被选择以使得
Δ(sinΘpix)<1.2*Δ(sinΘi)，优选地0.5Δ(sinΘi)≤Δ(sinΘpix)≤Δ(sinΘi)。在所有可能的AoA解Θi中，只有真实目标AoA将在接收器构件中得到实质信号，其中，FOV包含目标的AoA。因此，可以在没有模糊的情况下实现由多个接收器构件构成的阵列上的子像素角度分辨率。
应当注意，前两段中描述的特征可以在阵列的一维或二维中被应用或使用，使用相同或不同的Tx天线阵列间隔d和Tx阵列中的天线数量，可能与第[0026]段中介绍的不对称成像光学器件组合。
为了阐明利用本发明实现MIMO配置的众多选项，下面详述了MIMO实现的进一步的优先实施方式。在成像平面的第一维度中，在所述第一方向上隔开例如d≤λ/2的多个雷达发射天线阵列上使用波束形成器。在成像平面的第二维度中的波束形成通过例如通过如[0026]中所述的柱面透镜元件和垂直于发射天线阵列定向的接收器构件的另一维阵列来实现。可以从用于测量的雷达发射天线和雷达接收器构件的组合生成虚拟雷达立方体(表示虚拟阵列的雷达立方体)。
在发射器和接收器单元是不同的IC中的地方时，需要在它们之间确保时间和相位同步。这可以例如通过从使用HF-PCB上的微带线的发射器IC向接收器发送一个或多个本地振荡器信号来实现。
在本发明的另一方面，提供了一种电磁辐射接收单元。电磁辐射接收单元被配置用于接收已经由电磁波照射的对象所反射的电磁波，特别是雷达波。电磁辐射接收单元包括多个接收器构件，所述多个接收器构件对电磁波敏感并且被布置为二维阵列。电磁辐射接收单元还包括成像光学单元，以用于将场景的至少一部分成像到接收器构件的二维阵列的至少一部分上。成像光学单元至少包括第一透镜，其被配置用于折射电磁辐射。第一透镜被布置在接收器构件与场景之间。接收器构件被布置为与第一透镜的背对场景的表面直接接触。
电磁辐射接收单元可以用于本文公开的雷达波成像设备中。电磁辐射接收单元也可以在没有发射器单元的情况下使用。入射电磁辐射可以是间接太阳反射、诸如热辐射之类的其他电磁源、微波、毫米波、THz或红外(IR)电信源、雷达设备等。
在合适的实施例中，电磁辐射接收单元可以使得能够检测入射电磁波的到达方向(DoA)。
本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例变得显而易见并参考下文描述的实施例而被阐明。
应当指出的是，在前面描述中个别地详述的特征和度量可以以任何技术上有意义的方式彼此组合，并且示出了本发明的其他实施例。该描述特别结合附图来表征和详细说明本发明。
附图说明
通过以下参考附图对非限制性实施例的详细描述，本发明的进一步的细节和优点将是显而易见的，其中：
图1以侧视图和正面剖视图示意性地示出了根据本发明的雷达波成像设备的可能的实施例，
图2以相同的视图示意性地示出了根据本发明的雷达波成像设备的替代实施例，
图3示意性地示出了雷达波成像设备的成像雷达光学单元和多个雷达接收器构件的可能配置，
图4示意性地示出了雷达波成像设备的成像雷达光学单元和多个雷达接收器构件的替代配置，
图5示出了由根据图4的成像雷达光学单元成像到多个雷达接收器构件上的规则定位的点源的成像的光线跟踪计算的绘制结果，
图6示出了以二维阵列布置的多个雷达接收器构件的示意图，
图7示意性地示出了根据图6的多个雷达接收器构件的雷达接收器构件，
图8至16示意性地示出了雷达接收器构件的替代的可能的实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的雷达波成像设备10的可能的实施例。雷达波成像设备10包括雷达发射器单元18和雷达接收单元22。
雷达发射器单元18包括多个六个雷达发射天线20，其在基板12的前表面14的右侧部分上规则地被布置为二乘三的二维阵列并且连接到发射器电路16。雷达发射天线20指向基板12前面的场景。场景可以包括临时形成场景的部分的对象，其将由雷达波成像设备10检测。雷达发射器单元18的雷达发射天线20被配置用于朝向场景发射雷达波。应当注意的是，发射器电路16可以被布置在基板12下方，如图1所示，但是它也可以放置在基板的顶部上。发射器电路也可以集成到接收器集成电路(56)中。
雷达发射器单元18的雷达发射天线20不一定必须以均匀间隔布置。在图2所示的雷达波成像设备10'的替代实施例中，多个13个雷达发射天线20'以雷达发射天线20'之间的不同间距被布置为在基板12的整个前表面14上。
再次参考图1所示的实施例，雷达接收单元22包括多个49个雷达接收器构件24，它们被布置为七乘七的二维阵列，并且集成在接收器IC 56中的集成接收器电路中，所述接收器IC 56又被布置在基板12的前表面14的上部，在雷达发射天线20的左侧。雷达接收单元22被配置用于接收由雷达发射器单元18发射的雷达波已经照射的对象所反射的雷达波。
集成电路(IC)56已经使用现有技术的集成电路制造技术制备，所述技术可以包括用于产生RF传输线的后端线(BEOL)和用于金属雷达接收器构件的结构。
雷达发射器单元18的雷达发射天线20和多个雷达接收器构件24被配置为以多输入多输出(MIMO)配置操作。雷达发射器单元18包括用于对待发射的雷达波进行相位调制的调制单元(未示出)。雷达发射天线20被配置为发射由相位调制连续波(PMCW)形成的相互正交的雷达波信号，其例如是经由一系列二进制符号编码的。同样地，雷达发射器单元18可以包括用于频率调制的单元，并且在这种情况下，发射天线可以例如被配置为使用时分复用来发送正交线性频率调制线性调频脉冲(chirps)。所发射的雷达波的调制允许以下操作中的一个或多个：检测场景中的反射对象，测量到被检测对象中的每个的距离，测量被检测对象中的每个的相对径向速度，以及测量对象中的每个的反射雷达信号的到达角，如本领域中公知的。将领会，本发明不限于针对每个发射器使用单个贴片天线。实际上，技术人员将领会，单个发射器通道可以由并联连接的多个贴片天线构成以便将能量聚焦在特定视场内。
雷达波成像设备10还包括接收器集成电路56，其电连接到多个雷达接收器构件24并且被配置用于雷达接收器构件24的信号的模拟和/或数字信号处理。雷达接收器构件24中的每个包括谐振构件，所述谐振构件在接收单元22已经针对其被设计的载波频率周围的操作频带中谐振，如下面将详细描述的。
雷达接收单元22还包括成像雷达光学单元32，以用于将限定视场(FOV)的场景的至少一部分成像到雷达接收器构件24的二维阵列的至少一部分上。在图3中示意性地示出了成像雷达光学单元32和多个雷达接收器构件24的配置的详细视图。
成像雷达光学单元32包括第一雷达透镜36，其被布置在雷达接收器构件24与具有待检测的潜在对象的场景之间。第一雷达透镜36具有平凸设计并包括半球形部分38，半径为例如70mm的所述半球形部分38的半球形部分38连接到相同半径的圆柱形部分40上。第一雷达透镜36的半球形部分38指向场景，并且第一雷达透镜36的圆柱形部分40的平面表面正背对场景。雷达接收器构件24被布置为与平凸的第一雷达透镜36的圆柱形部分40的平面表面直接接触，以使得雷达接收器构件24由第一雷达透镜36部分地包围。
第一雷达透镜36包括例如在待发射的雷达载波频率下折射率为例如10.0的材料，所述雷达载波频率为78.0GHz，并且带宽为2.0GHz。第一雷达透镜36包括单层抗反射涂层42，对于待发射的雷达波的波长λ为3.84mm，其厚度为λ/(4nc)＝0.30mm，对于半球形部分38的表面上的层材料，折射率nc约为来自场景中对象的点的反射雷达波的雷达波束44由第一雷达透镜36成像到位于雷达接收器构件24的阵列的平面中的图像点54上。由雷达发射器单元18的每个雷达发射天线20照射的区域与成像雷达光学单元32的视场重叠。
第一雷达透镜36的技术实施方式可以例如基于限定透镜表面的塑料容器结构并且其可以通过注模技术制造。塑料容器可以填充有各种所需的折射率材料，例如通过使用填充有颗粒的热塑性塑料来增加折射率。此外，可以使用填充有颗粒以增加折射率的自固化、热固化、紫外线固化或复合粘合材料。在所有这些材料混合物中，填料颗粒可以由本申请中提到的高折射率材料制成。容器结构的壁可以以所选材料的壁厚和折射率进行设计，以形成第一雷达透镜36的适当的防反射涂层42。应当注意，用于在技术上实现具有大折射率的透镜的其他更多传统的方法包括加工烧结或压制陶瓷粉末，在模具中烧结或压制陶瓷粉末或将透镜形状加工成一大块晶体或多晶材料。
为了提高成像质量，根据图1的雷达波成像设备10或根据图2的雷达波成像设备10'的实施例的成像雷达光学单元32'配备有第二雷达透镜46，其被布置在第一雷达透镜36与场景(图4)之间。第二雷达透镜46具有双凹面设计，对于面向场景的表面(前表面48)具有-500mm的曲率半径，并且对于背对场景的表面(后表面50)具有70mm的曲率半径。第二雷达透镜46由在待发射的雷达波的操作频带中具有约1.5的折射率的材料制成。折射率在该范围中的材料的示例是已知的光学玻璃和晶体材料、烧结的晶体材料以及聚合物材料。用这样的折射率，对于每个空气透镜边界表面，反射损失将在雷达波的垂直入射处限制到约4％。为了进一步减少这些反射损失，第二雷达透镜46的表面具有厚度为λ/(4nc’)＝0.78mm的抗反射涂层52，并且层材料的折射率nc’为约
第二雷达透镜46的厚度(即，前表面48和后表面50的顶点之间的距离)为5.0mm。第二雷达透镜46的后表面50的顶点与第一雷达透镜36的半球形部分38'的顶点之间的距离为20mm。假设第一雷达透镜36与第二雷达透镜46之间的空间填充有折射率为1.0的材料，即空气。
第一雷达透镜36和第二雷达透镜46的组合具有聚焦效果。来自场景中对象的点的反射雷达波的雷达波束44通过第一雷达透镜36和第二雷达透镜46的组合成像到位于雷达接收器构件24的阵列的平面中的图像点54'上。
在根据图1的雷达波成像设备10的实施例的二维阵列中，雷达接收器构件24在阵列的第一维度中以第一间距28均匀地隔开，并且在阵列的第二维度中以第二间距30均匀地隔开，所述第二维度垂直于第一维度。第一间距28和第二间距30被选择为大于成像雷达光学单元32的衍射极限光斑直径的0.5倍的因子并且小于其2.0倍的因子。
图5示出了由根据图4的成像雷达光学单元32'成像到多个雷达接收器构件上的规则定位的点源的成像的光线跟踪计算的绘图结果。
该计算模拟13乘13点源的成像，所述13乘13点源常规地定位在12m×12m的方形区域中并且距第二雷达透镜46的前表面48的顶点10m的距离。图的灰度值表示光线在与成像雷达光学单元32'的光轴正交的平面上的冲击的数量密度，并且位于第二雷达透镜46的前表面48的顶点后面106.8mm处或第一雷达透镜36的半球形部分38的表面的中心后面11.8mm处。为了防止有成像雷达光学单元32'的像场弯曲将角点过度模糊，在该实施例中选择平面位于焦平面前方约0.5mm处。
以这种方式，角点仍然可以很好地分辨，并且中心点仅略微失焦。适度的透镜像差量(例如，球面像差、像散、彗差和桶形畸变)是可见的。例如，在水平方向上从中心点到最外点的强度下降仅为约20％。示例性计算显示，根据几何光学规则，可以以足够的分辨率将约60°水平乘60°垂直的FOV成像到约7.5mm×7.5mm的区域上。成像雷达光学单元32'的有效孔径也可以从光线跟踪计算推断，并且可以用于估计衍射极限光斑尺寸。在该特定实施例中，并且对于待发射的雷达波的3.84mm的波长λ，成像中的衍射极限光斑对于中心点直径为0.54mm，并且对于对角线上的最外点直径为0.77mm。因此，考虑到衍射，即使对于相对大的波长值，具有良好分辨率的成像也是可能的。
图6示出了以10×12的二维阵列布置的替代的多个雷达接收器构件24的示意图。雷达接收器构件24在阵列的第一维度中以第一间距(Le+ws1)均匀地隔开，并且在阵列的第二维度中以第二间距(We+ws2)均匀地隔开，所述第二维度垂直于第一维度。第一间距和第二间距被选择为接近图4的成像雷达光学单元32'的衍射极限光斑直径。
成像雷达光学单元32'将入射雷达波聚焦在布置为二维阵列的雷达接收器构件24(“像素”)上。多个雷达接收器构件24中的雷达接收器构件24通过被设计为减小相邻像素之间的电磁串扰的屏蔽区域的电磁屏障彼此电磁地相互分离。在该特定实施例中，屏蔽区域由接地金属层62提供，所述接地金属层62通过使用紧密间隔的通孔(电边界)接地，如下面将更详细地阐述的。在其他实施例中，可以使用高吸收性材料或使用由电磁带隙超材料制成的边界来提供电磁分离。
在雷达接收器构件24直接集成在接收器集成电路(IC)56上的情况下(如图6中示意性地示出的)，连接器焊盘58可以被设置在IC 56的侧部区域，以用于控制和输出信号以及电源电压。连接器焊盘58也可以被布置在图6所示的IC 56的背侧。
图7至16示意性地示出了根据本发明的雷达波成像设备10的雷达接收单元22的雷达接收器构件24的可能的实施例。为简洁起见，从第二实施例开始，将仅描述各个实施例之间的差异。
每个雷达接收器构件24包括被设计为基板上的天线构件26的谐振元件，其电磁耦合到传输线66，所述传输线66将天线构件24连接到接收器IC 56中的后续接收器电路，以用于模拟和数字信号处理。
本发明不限于图7至16所示的天线构件24，这是因为本发明可以用任何这样的谐振结构实现：其能够将由所接收的雷达波生成的至少一部分信号发送到适于操作频率的接收器电路56中的进一步的模拟和/或数字信号处理。信号处理步骤的一些部分(尤其是数字信号处理的部分)还可以在单独的IC中或在发射器IC 16中进行。
参考图7，每个雷达接收器构件24包括被设计为贴片天线的天线构件26，所述贴片天线在一个或多个载波频率下并且在接收单元22的操作带宽内谐振。由于天线构件26与具有相对大的折射率的第一雷达透镜36的材料直接接触，所以选择0.195mm的贴片天线的长度Lp和0.156mm的宽度Wp，以使得谐振位于操作频率处。对于第一雷达透镜36的非常大的折射率材料，例如折射率大于10，Lp的数量级为λ/(2·n)，其中，λ表示真空波长，n表示折射率。贴片天线26通过介电材料64连接，所述介电材料64使用通孔68由具有约4.2的介电常数的二氧化硅(SiO2)制成为具有宽度约0.06mm的铜微带线66。屏蔽层60与紧密间隔的通孔70电流地连接到接地金属层62，所述接地金属层62将贴片天线26与顶部金属传输线分离。微带线66使用附加通孔72电连接到在IC 56上实现的接收器电路56。
谐振元件(即，天线构件26)可以采用任何形式，例如圆柱形、矩形或方形贴片或更先进的形式，例如图14所示的贴片天线。谐振元件可以被实现为介电基板上的金属结构，如图9至14所示，或者被实现为顶部金属接地层中的开口(槽)，例如图15和16中的缝隙天线。此外，谐振元件还可以具有介电性质，并且可以通过在相同或不同折射率的基板上具有给定折射率的材料的合适几何结构来实现。
天线构件26可以直接集成在接收器IC 56的顶部上，或者可以以其他方式被实现在任何合适的基板材料上，所述基板材料例如高频PCB材料，其可以连接到接收器IC 56，从而以这种方式实现接收器电路中的信号检测，如图8中示意性示出的。IC 56中的微带线66通过通孔82电连接到被布置在IC 56上的RF焊盘78。IC 56连接到射频(RF)PCB 74，其中，至少一个金属层将公知的倒装芯片技术(也称为受控塌陷芯片连接)应用于接收器IC 56。RFPCB 74可以具有与第一雷达透镜36的高折射率材料相同的折射率(相对介电常数)或具有不同的相对介电常数。在这种情况下，RF PCB74的相对介电常数和厚度应针对到第一雷达透镜36中的天线辐射进行优化。顶部RF PCB 74的连接和放置经由利用焊接材料80的倒装芯片接合来控制以连接到PCB焊盘76。电连接到微带线66的PCB焊盘76还与另一通孔电连接到被设计为贴片天线的天线构件26。
将个别天线构件(26)与相邻的天线构件屏蔽的屏蔽层60与紧密隔开的通孔、PCB焊盘(76)、焊接材料、RF焊盘(IC)(78)和附加的通孔电连接到接收器IC(56)上的接地金属层(62)。
代替倒装芯片接合，如图8中集成的天线构件26也可以经由孔耦合(aperturecoupling)耦合到接收器IC 56中的传输线和/或接收器电路。
天线构件26也可以集成在IC 56的封装中。在这种情况下，理想地，包装材料的介电常数和厚度应当针对到第一雷达透镜36的高折射材料中的天线辐射进行优化。
由天线构件26接收的信号的一部分通过以下手段中的一个或若干发送到传输线：a)通过通孔连接(如图9和图10中例示的)，b)通过孔耦合(在图11和图12中例示的)，或c)任何其他电磁耦合机制。通孔和槽的横截面不限于相应图中所示的几何形状(分别为圆形和矩形)，而是可以采用各种横截面形状，例如但不限于椭圆形、正方形或任意闭合形状。
借助于这种耦合机制，信号被发送到合适的传输线，例如但不限于微带线(MSL)、如图10所示的共面波导(CPW)、接地CPW、带状线、差分微带线或槽线。信号也可以直接发送到接收器IC 56中的接收器电路，所述接收器IC 56包含集成的有源模拟设备，例如低噪声放大器、电子混频器或模数转换器(ADC)或其他半导体设备。
在使用传输线的情况下，理想地，天线馈电的输入阻抗与传输线的输入阻抗匹配。这种阻抗匹配可以例如通过选择合适的天线馈电位置(图9中的xfeed)、添加可选的短截线(stub)来实现。这种短截线在图9和图11中被例示为分别为长度Ls和Lstub的开放式MSL。短截线可以采用其他几何形式，从而得到合适的复阻抗值。例如，MSL开端、短路(例如，通过使用通孔或径向短截线连接到接地层)或这些元件的组合可以用于阻抗匹配。此外，可以通过改变传输线尺寸来增加天线输入馈电与微带线之间的阻抗匹配，从而改变传输线的阻抗。还可以在第一接收IC设备的输入级处使用IC阻抗匹配方法来实现阻抗匹配。通常，这些可能性中的一些或全部的组合将允许足够的阻抗匹配并因此允许天线在操作带宽中的低输入反射系数，以限制不必要的损失。
图10示出了具有贴片型天线构件26和共面波导馈电84的雷达接收器构件24的实施例，其包括由共面接地平面88包围的宽度为wcpw的信号线86，以在信号线86周围留下间隙尺寸g。
图11示出了具有贴片型天线构件26的雷达接收器构件24的实施例，所述贴片型天线构件26通过长度为lslot和宽度为wslot的槽孔90与宽度为wmsl的微带线66馈电电磁耦合。槽孔90形成在接地金属层62内。
图12所示的实施例是背照式IC(back-illuminated IC)56。天线构件26在接收器IC 56的背部，并且通过接地金属层62中的长度为lslot且宽度为wslot的槽孔90和晶片材料电磁耦合到微带线66。接收器IC(56)的接收器电路在天线构件(26)与接地金属层(62)之间的硅中实现。
雷达接收器构件24还可以包含谐振结构(即，天线构件26)，其被配置用于根据它们的偏振(例如，右旋和左旋圆偏振或水平和垂直偏振)来区分接收的雷达波，如由示出了根据水平和垂直偏振的分离的图13、图14和图16所示的天线构件26的实施例例示的。
图13示出了被设计为偏振贴片天线的天线构件26的实施例。贴片天线由一个通孔68电连接到宽度为wmsl的两条微带线66，以区分水平和垂直偏振之间的入射雷达波。
在图14所示的雷达接收器构件24的实施例中，偏振贴片天线具有用于增加的交叉偏振分离的替代形状。
图15示出了雷达接收器构件24的实施例，其中，天线构件26被设计为缝隙天线，其以IC 56的顶部金属层92中宽度为wslot并且长度为lslot的槽为特征。在该实施例中，槽可以耦合到微带线66。在其他实施例中，槽可以耦合到任何其他平面传输线。
在图16所示的实施例中，雷达接收器构件24包括被设计为IC 56的顶部金属层92中的交叉槽的天线构件26。每个矩形槽电磁耦合到微带线66馈电。微带线66馈电中的每一个由并联连接的两条传输线形成。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现要被公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个，所述多个意味着表达至少两个的量。仅仅在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。
附图标记清单
10 雷达波成像设备 56 接收器集成电路
12 基板 58 连接器焊盘
14 前表面 60 屏蔽层
16 发射器电路 62 接地金属层
18 雷达发射器单元 64 介电材料
20 雷达发射天线 66 微带线
22 雷达接收单元 68 通孔(天线-微带线)
24 雷达接收器构件 70 通孔(屏蔽层-接地层)
26 天线构件 72 通孔(微带线-接收器电路)
28 第一间距 74 RF PCB
30 第二间距 76 PCB焊盘
32 成像雷达光学单元 78 RF焊盘(IC)
36 第一雷达透镜 80 焊接材料
38 半球形部分 82 通孔(微带线-RF焊盘)
40 圆柱形部分 84 共面波导馈电
42 防反射涂层 86 信号线
44 雷达波束 88 共面接地平面
46 第二雷达透镜 90 槽孔
48 前表面 92 顶部金属层
50 后表面
52 防反射涂层
54 图像点

Claims (13)

1.一种雷达波成像设备(10)，包括：
-雷达发射器单元(18)，其具有至少一个雷达发射天线(20)并且被配置用于朝向场景发射雷达波，
-雷达接收单元(22)，其被配置用于接收由发射器单元(18)发射的所述雷达波已经照射的对象所反射的雷达波，所述雷达接收单元(22)包括被布置为二维阵列的多个雷达接收器构件(24)，
其特征在于，所述雷达接收单元(22)包括成像雷达光学单元(32)，以用于将所述场景的至少一部分成像到雷达接收器构件(24)的所述二维阵列的至少一部分上，其中，所述成像雷达光学单元(32)至少包括被布置在所述雷达接收器构件(24)与所述场景之间的第一雷达透镜(36)，并且其中，所述雷达接收器构件(24)被布置为与所述第一雷达透镜(36)的背对所述场景的表面直接接触。
2.根据权利要求1所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述成像雷达光学单元(32)包括至少一个第二雷达透镜(46)，其被布置在所述第一雷达透镜(36)与所述场景之间。
3.根据权利要求1或2所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述第一雷达透镜(36)包括在待发射的所述雷达波的雷达载波频率处具有大于3.0并且优选地在5.0与50.0之间的折射率的材料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述第一雷达透镜(36)至少在指向所述场景的表面上包括至少一层抗反射涂层(52)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述雷达发射器单元(18)包括用于调制待发射的所述雷达波的至少一个调制单元，并且其中，所述调制包括幅度调制、频率调制和相位调制中的至少一个或其组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述雷达接收器构件(24)包括贴片天线、缝隙天线或偶极天线中的至少一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，还包括接收器电路(56)，其电连接到所述多个雷达接收器构件(24)并且被配置用于对所述雷达接收器构件(24)的信号的模拟信号处理和/或数字信号处理，其中，雷达接收器构件(24)中的至少一个包括至少一个谐振构件(26)，所述至少一个谐振构件(26)在所述接收器电路(56)的载波频率处谐振。
8.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述雷达接收器构件(24)中的至少一个包括天线构件(26)，所述天线构件(26)被配置用于根据接收的雷达波的偏振来区分所述接收的雷达波。
9.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述多个雷达接收器构件(24)中的所述雷达接收器构件(24)通过电磁屏障(60)彼此电磁地相互分离。
10.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，在所述二维阵列中，所述雷达接收器构件(24)在所述阵列的第一维度中以第一间距(28)均匀地隔开，并且在所述阵列的第二维度中以第二间距(30)均匀地隔开，所述第二维度垂直于所述第一维度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述二维阵列的所述雷达接收器构件(24)之间的间距(28、30)被选择为大于所述成像雷达光学单元(32)的衍射极限光斑直径的0.5倍的因子并且小于所述衍射极限光斑直径的2.0倍的因子。
12.根据前述权利要求中任一项所述的雷达波成像设备(10)，其中，所述雷达发射器单元(18)和所述多个雷达接收器构件(24)被配置为以单输入和多输出配置或者多输入和多输出配置来操作。
13.一种电磁辐射接收单元(22)，其被配置用于接收电磁波，特别是雷达波，所述电磁波是已经由电磁波照射的对象所反射的，所述电磁辐射接收单元(22)包括对所述电磁波敏感并且被布置为二维阵列的多个接收器构件(24)，
其特征在于，成像光学单元(32)用于将所述场景的至少一部分成像到接收器构件(24)的所述二维阵列的至少一部分上，其中，所述成像光学单元(32)至少包括第一电磁透镜(36)，所述第一电磁透镜(36)被配置用于所述电磁辐射的折射并且被布置在所述接收器构件(24)与所述场景之间，并且其中，所述接收器构件(24)被布置为与所述第一透镜(36)的背对所述场景的表面直接接触。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110829035A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 大连海事大学 一种宽半功率波束的圆极化贴片天线
CN111326844A (zh) * 2020-02-25 2020-06-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构
CN111521994A (zh) * 2020-05-13 2020-08-11 广东博智林机器人有限公司 测量激光雷达的角分辨率、竖直视场角的方法及测试装置
CN111913155A (zh) * 2020-09-21 2020-11-10 南京理工大学 基于阵列雷达的二维doa估计方法
CN112310648A (zh) * 2020-10-28 2021-02-02 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种车辆玻璃天线
CN112363177A (zh) * 2020-10-26 2021-02-12 哈尔滨工业大学 基于相邻像元纠缠调控滤噪的光子计数激光雷达
CN112701454A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 三星电机株式会社 天线设备
CN112864606A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 比亚迪股份有限公司 天线部件及车辆
WO2021248611A1 (zh) * 2020-06-08 2021-12-16 瑞声声学科技(深圳)有限公司 超表面天线系统及通讯终端

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11009585B2 (en) 2017-10-27 2021-05-18 The Curators Of The University Of Missouri Microwave and millimeter wave imaging
DE102018116378A1 (de) * 2018-07-06 2020-01-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Ermittlung von wenigstens einer Objektinformation wenigstens eines Zielobjekts, das mit einem Radarsystem insbesondere eines Fahrzeugs erfasst wird, Radarsystem und Fahrerassistenzsystem
WO2020066451A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社村田製作所 アンテナ装置
US20220146663A1 (en) * 2019-04-02 2022-05-12 The Curators Of The University Of Missouri Microwave imaging using a radially-polarized probe
US11205846B2 (en) 2019-08-09 2021-12-21 Anokiwave, Inc. Beamforming integrated circuit having RF signal ports using a ground-signal transition for high isolation in a phased antenna array system and related methods
JP7180785B2 (ja) 2019-08-19 2022-11-30 株式会社村田製作所 通信装置
CN110729568B (zh) * 2019-11-21 2024-03-15 中铁二院工程集团有限责任公司 一种圆柱面共形超表面透镜天线
EP3862773A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-11 Aptiv Technologies Limited Radar device
EP3862771A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-11 Aptiv Technologies Limited Radar device
US11378683B2 (en) * 2020-02-12 2022-07-05 Veoneer Us, Inc. Vehicle radar sensor assemblies
US20220075056A1 (en) * 2020-09-08 2022-03-10 Anduril Industries Inc. Millimeter wavelength radar antenna for drone interception
WO2022125113A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Google Llc Dual-band patch antenna for angle-of-arrival analysis
FR3120131B1 (fr) * 2021-02-25 2023-08-25 Thales Sa Systeme radar d'imagerie de proximite a antenne multivoies
CN113506975A (zh) * 2021-07-16 2021-10-15 重庆吉芯科技有限公司 一种毫米波片上微阵列天线
US11824271B1 (en) * 2022-05-06 2023-11-21 Qualcomm Incorporated Transmit and receive antenna array configuration for radio frequency beamforming
CN115629388B (zh) * 2022-12-23 2023-02-28 成都远望探测技术有限公司 一种基于红外和微波成像仪数据的雷达回波模拟方法

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5185613A (en) * 1985-09-05 1993-02-09 Gec-Marconi Limited Hybrid structures
US5248884A (en) * 1983-10-11 1993-09-28 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Infrared detectors
US6037908A (en) * 1996-11-26 2000-03-14 Thermotrex Corporation Microwave antenna
CN101014884A (zh) * 2004-08-16 2007-08-08 艾科悉德成像有限公司 扩展焦深的方法和系统
US20080284655A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Siavash Alamouti Mm-wave scanning antenna
CN201259549Y (zh) * 2008-08-28 2009-06-17 阮树成 毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达
US20090267822A1 (en) * 2008-04-28 2009-10-29 Hitachi, Ltd. Mobile radar and planar antenna
DE3931400A1 (de) * 1988-09-20 2009-12-17 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Strahlungsfeldsensor
US20100046953A1 (en) * 2008-05-02 2010-02-25 Shaw Gary A Agile-beam laser array transmitter
CN101677147A (zh) * 2008-09-15 2010-03-24 Vega格里沙贝两合公司 用于料位雷达天线系统的模块设计
US20100231436A1 (en) * 2007-08-02 2010-09-16 Thomas Focke Radar sensor for motor vehicles
CN102216695A (zh) * 2008-09-19 2011-10-12 加利福尼亚大学董事会 用于太阳能采集的系统和方法及相关的制造方法
US20120169527A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Olov Edvardsson High frequency mode generator for radar level gauge
CN103415939A (zh) * 2011-03-11 2013-11-27 奥托里夫Asp股份有限公司 用于超宽带雷达应用的天线阵列
US20140104124A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Controlled lens antenna apparatus and system
US20150301180A1 (en) * 2011-09-08 2015-10-22 Advanced Scientific Concepts Inc. Terrain mapping ladar system
CN105022048A (zh) * 2015-07-03 2015-11-04 中国科学院光电技术研究所 一种多光束非扫描相干探测多普勒测风激光雷达光学系统
US20160200161A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Xenomatix Nv Surround sensing system with telecentric optics
US20160218429A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Phase control for antenna array
US20160352437A1 (en) * 2014-02-11 2016-12-01 Vega Grieshaber Kg Fill level and topology determination

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7724180B2 (en) * 2007-05-04 2010-05-25 Toyota Motor Corporation Radar system with an active lens for adjustable field of view
EP2715869B1 (en) 2011-05-23 2018-04-18 Limited Liability Company "Radio Gigabit" Electronically beam steerable antenna device
US8994581B1 (en) 2012-09-25 2015-03-31 Adam Brown Direction of arrival (DOA) estimation using multiple offset receive channels
US20150200452A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Planar beam steerable lens antenna system using non-uniform feed array
US20150253419A1 (en) 2014-03-05 2015-09-10 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with improved grating lobe characteristics
WO2017099813A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Gm Global Technology Operations, Llc Aperture coding for transmit and receive beamforming
US11894610B2 (en) * 2016-12-22 2024-02-06 All.Space Networks Limited System and method for providing a compact, flat, microwave lens with wide angular field of regard and wideband operation

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248884A (en) * 1983-10-11 1993-09-28 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Infrared detectors
US5185613A (en) * 1985-09-05 1993-02-09 Gec-Marconi Limited Hybrid structures
DE3931400A1 (de) * 1988-09-20 2009-12-17 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Strahlungsfeldsensor
US6037908A (en) * 1996-11-26 2000-03-14 Thermotrex Corporation Microwave antenna
CN101014884A (zh) * 2004-08-16 2007-08-08 艾科悉德成像有限公司 扩展焦深的方法和系统
US20080284655A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Siavash Alamouti Mm-wave scanning antenna
US20100231436A1 (en) * 2007-08-02 2010-09-16 Thomas Focke Radar sensor for motor vehicles
US20090267822A1 (en) * 2008-04-28 2009-10-29 Hitachi, Ltd. Mobile radar and planar antenna
US20100046953A1 (en) * 2008-05-02 2010-02-25 Shaw Gary A Agile-beam laser array transmitter
CN201259549Y (zh) * 2008-08-28 2009-06-17 阮树成 毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达
CN101677147A (zh) * 2008-09-15 2010-03-24 Vega格里沙贝两合公司 用于料位雷达天线系统的模块设计
CN102216695A (zh) * 2008-09-19 2011-10-12 加利福尼亚大学董事会 用于太阳能采集的系统和方法及相关的制造方法
US20120169527A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Olov Edvardsson High frequency mode generator for radar level gauge
CN103415939A (zh) * 2011-03-11 2013-11-27 奥托里夫Asp股份有限公司 用于超宽带雷达应用的天线阵列
US20150301180A1 (en) * 2011-09-08 2015-10-22 Advanced Scientific Concepts Inc. Terrain mapping ladar system
US20140104124A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Controlled lens antenna apparatus and system
US20160352437A1 (en) * 2014-02-11 2016-12-01 Vega Grieshaber Kg Fill level and topology determination
US20160200161A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Xenomatix Nv Surround sensing system with telecentric optics
US20160218429A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Phase control for antenna array
CN105022048A (zh) * 2015-07-03 2015-11-04 中国科学院光电技术研究所 一种多光束非扫描相干探测多普勒测风激光雷达光学系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘星等: "毫米波低副瓣赋形介质透镜天线设计", 《微波学报》 *
吴超等: "光波导相控阵激光雷达接收系统设计", 《红外与激光工程》 *
郑朝晖等: "Radant透镜体制低成本相控阵雷达技术的研究", 《火控雷达技术》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112701454A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 三星电机株式会社 天线设备
CN112864606A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 比亚迪股份有限公司 天线部件及车辆
CN110829035A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 大连海事大学 一种宽半功率波束的圆极化贴片天线
CN111326844A (zh) * 2020-02-25 2020-06-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构
CN111521994A (zh) * 2020-05-13 2020-08-11 广东博智林机器人有限公司 测量激光雷达的角分辨率、竖直视场角的方法及测试装置
WO2021248611A1 (zh) * 2020-06-08 2021-12-16 瑞声声学科技(深圳)有限公司 超表面天线系统及通讯终端
CN111913155A (zh) * 2020-09-21 2020-11-10 南京理工大学 基于阵列雷达的二维doa估计方法
CN112363177A (zh) * 2020-10-26 2021-02-12 哈尔滨工业大学 基于相邻像元纠缠调控滤噪的光子计数激光雷达
CN112363177B (zh) * 2020-10-26 2022-08-05 哈尔滨工业大学 基于相邻像元纠缠调控滤噪的光子计数激光雷达
CN112310648A (zh) * 2020-10-28 2021-02-02 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种车辆玻璃天线

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