CN110907934A - 用于提高的信噪比的圆偏振汽车雷达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于提高的信噪比的圆偏振汽车雷达，具体地公开了用于检测物体的传感器组件。该传感器组件包括配置成射出具有第一偏振的发射雷达波的至少一个雷达发射器。传感器组件还包括至少一个雷达接收器，雷达接收器配置成接收在从物体反射之后作为反射雷达波的发射雷达波，其中，反射雷达波具有不同于第一偏振的第二偏振并且对应于物体相对于传感器组件的检测。所述至少一个雷达接收器还配置成拒绝具有与第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由发射雷达波的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源的噪声。

Description

用于提高的信噪比的圆偏振汽车雷达
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月13日提交的序列号为62/730,591的美国临时申请的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及传感器组件，并且更具体地涉及利用车辆中的偏振雷达的传感器组件以及操作传感器组件的方法。
背景技术
该部分提供了与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
机动车辆越来越多地配备有检测机动车辆周围的环境和地形的传感器。例如，一些车辆包括提供关于车辆附近的地形和/或其他物体的实时数据的传感器组件。更具体地，利用雷达的传感器组件已被用于检测在车辆静止时或在车辆移动时在机动车辆附近物体的存在和位置。由这些传感器组件产生的信号和数据可以由机动车辆的各种系统使用以提供安全特征比如车辆控制、防碰撞和停车辅助，并且例如可以在驾驶员驾驶机动车辆时协助驾驶员和/或干预控制车辆。
雷达技术可以在许多环境条件下很好地工作；然而，可能由于导致电磁波散射的恶劣环境而发生传输损耗。例如，雷达除了从期望的目标物体反射之外还可能从雨滴或其他非期望的环境对象反射。因此，传感器组件可以接收来自非期望的环境对象(例如，雨滴)和期望的目标对象的反射，从而需要使用复杂的处理来滤除由来自非期望的环境对象的反射所产生的噪声。而且，随着这种传感器组件或系统的使用激增，拒绝或忽略第三方传感器信号(例如，来自另一车辆的雷达波)的重要性变得越来越重要。
因此，越来越需要能够在存在第三方传感器信号和其他环境噪声的情况下操作的改进的传感器组件。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，根据随后的详细描述和所附权利要求，本公开的其他期望特征和特性将变得明显。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概述，而不意在被视为本公开的全部范围或本公开的所有特征、方面和目的的详尽公开。
因此，本公开的一方面是提供一种用于检测物体的传感器组件。传感器组件包括至少一个雷达发射器，雷达发射器配置成用于发射具有第一偏振的发射雷达波。传感器组件还包括至少一个雷达接收器，雷达接收器配置成接收在从物体反射之后作为反射雷达波的发射雷达波，其中，反射雷达波具有不同于第一偏振的第二偏振。由所述至少一个雷达接收器接收的反射雷达波对应于物体相对于传感器组件的检测。所述至少一个雷达接收器还配置成拒绝具有与第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由发射的雷达波的环境相互作用的噪声和来自外部雷达源的噪声。
根据本公开的另一方面，提供了一种操作用于检测物体的传感器组件的方法。该方法开始于使用至少一个雷达发射器射出具有第一偏振的发射雷达波的步骤。该方法通过使用至少一个雷达接收器接收在从物体反射之后作为反射雷达波的发射雷达波来进行，其中，反射雷达波具有与第一偏振不同的第二偏振并且对应于物体相对于传感器组件的检测。该方法然后继续进行至下述步骤：使用至少一个雷达接收器拒绝具有与第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由发射的雷达波的环境相互作用产生的噪声和来自的外部雷达源的噪声。
根据本文中提供的描述，这些及其他方面和适用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例仅意在说明某些非限制性实施方式，这些非限制性实施方式并不意在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于对选择的实施方式而不是全部实施方案说明的目的，并且并非意在将本公开内容限制为仅实际示出的内容。考虑到这一点，当结合附图考虑时，根据以下书面描述，本公开内容的示例实施方式的各种特征和优点将变得明显，在附图中：
图1示出了根据本公开的各方面的附接至车辆的传感器组件；
图2示出了根据本公开的各方面的具有至少一个雷达发射器和至少一个雷达接收器的传感器组件，其中雷达发射器配置成用于射出具有第一偏振的发射雷达波，并且雷达接收器配置成用于接收在从物体反射之后作为反射雷达波的发射雷达波，其中，反射雷达波具有与第一偏振不同的第二偏振；
图3示出了根据本公开的各方面的发射雷达波，发射雷达波是在从物体反射时反向为右旋圆偏振雷达波的左旋圆偏振波；
图4至图6解释了根据本公开的各方面的关于电磁波与物体相互作用从而引起具有各种偏振的影响电磁波的反射或折射的原理；
图7和图8示出了根据本公开的各方面的传感器组件与仅引起折射的物体以及与引起左旋圆偏振雷达波的反射的物体进行操作；
图9和图10示出了根据本公开的各方面的传感器组件与在传感器组件射出左旋圆偏振雷达波的同时传输线性偏振波的第三方源进行操作；
图11A和图11B示出了根据本公开的各方面的包括过滤盖和下壳体的传感器组件；
图12和图13示出了根据本公开的各方面的具有图11的滤波盖的线性偏振雷达发射器和线性偏振雷达接收器的操作；
图14是传感器组件的框图，并且示出了根据本公开的各方面的传感器组件的传感器微处理器和背光；
图15示出了根据本公开的各方面的用于产生偏振雷达波的多个雷达发射天线和多个雷达接收天线；
图16示出了根据本公开的各方面的可以用作雷达发射天线和雷达接收天线的贴片天线；
图17示出了根据本公开的各方面的可以与贴片天线一起使用的馈电网络；
图18至图20是示出根据本公开的各方面的利用雷达的传感器组件的框图；
图21示出了根据本发明各方面的传感器组件，该传感器组件包括电联接至雷达发射天线的多个发射编码开关和联接至雷达接收天线的多个接收解码开关，雷达发射天线中的每个雷达发射天线配置成用于发射具有与多个雷达发射天线中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波，雷达接收天线各自配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波；以及
图22和图23示出了根据本公开的各方面的操作用于检测物体的传感器组件的方法的步骤。
具体实施方式
在以下描述中，对细节进行阐述以提供对本公开的理解。在一些实例中，未详细描述或示出某些电路、结构、步骤和技术，以免模糊本公开。
总体上，本公开涉及非常适合用于许多应用中的类型的传感器组件。更具体地，在本文中公开了一种能够检测机动车辆的物体或使用者的非接触式传感器组件。将结合一个或更多个示例实施方式对本公开的传感器组件进行描述。然而，提供所公开的具体示例实施方式仅用于以足够的清晰度描述本发明的构思、特征、优点和目的，以允许本领域的技术人员理解并实践本公开。
参照附图，其中，在所有这些附图中，相同的附图标记指示对应的部件，公开了传感器组件20，传感器组件20例如用于在忽略由雨滴23所折射的其他雷达波的同时检测物体22。传感器组件20在图1中被示出为在车辆24的前保险杠26或仪表盘上附接至车辆24。这种传感器组件20例如可以被用于沿向前行进方向对车辆24进行障碍物检测或自适应巡航控制。然而，传感器组件20例如可以替代性地定位在位于车辆24上的各种其他位置中，以用于进行其他非接触式障碍物检测或其他车辆操作(例如，对用以操作电动门或提升式门的手势或运动进行感测)。
如在图2中最佳示出的，传感器组件20包括至少一个雷达发射器28、29，所述至少一个雷达发射器28、29配置成发射具有第一偏振的发射雷达波30。传感器组件20还包括至少一个雷达接收器32、33，所述至少一个雷达接收器32、33配置成接收在从物体22反射之后作为反射雷达波34的发射雷达波30，反射雷达波34具有与第一偏振不同的第二偏振并且与物体22相对于传感器组件20的检测相对应。第二偏振可以例如是第一偏振的反向形式。另外，所述至少一个雷达接收器32、33被配置成拒绝具有与第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由发射雷达波30的环境相互作用所产生的噪声和来自外部雷达源的噪声。因此，例如因为由发射雷达波30因雨滴23或其他物品的折射而导致的折射雷达波35不是发射雷达波30的反向形式，所以折射雷达波35会被传感器组件20拒绝。
根据一方面，发射雷达波30的第一偏振是左旋圆偏振并且反射雷达波34的第二偏振是右旋圆偏振。因此，传感器组件20配置成：发射圆偏振雷达波30并且接收圆偏振雷达波34的反向发射形式，但是(例如，由于下面将更详细描述的圆偏振天线结构或偏光滤光器的使用)拒绝非反向的发射雷达波30。
如图3中所示，发射雷达波30在从物体22反射时反向。因此，左旋圆偏振波(发射雷达波30)反向成右旋圆偏振波(反射雷达波34)。然而，应当理解的是，发射雷达波30的第一偏振例如可以是右旋圆偏振并且反射雷达波34的第二偏振可以是左旋圆偏振。可以类似地对采用其他偏振、比如但不限于椭圆偏振。
如在图4中阐释的，当无线电波(例如，发射雷达波30)或者实际上任何电磁波遇到介质的变化时，无线电波(例如，发射雷达波30)或者实际上任何电磁波中的一些或全部可以传播到新介质中(作为折射波，比如折射雷达波35)并且其余部分被反射。无线电波的进入新介质的部分是发射波(例如，发射雷达波30)并且其他部分是反射波(例如，反射雷达波34)。反射波在边界B处以较大的折射率反向，但是发射波在折射时没有在边界B处以较大的折射率反向。
如图5中所示，当线性偏振波从边界B以较高折射率反射时，相位偏移180度。然而，折射波(例如，折射雷达波35)并不呈现相移。反射的线性偏振波(例如，反射雷达波34)具有与入射波(例如，发射雷达波30)相同的偏振、即相移不改变偏振，但是对于圆偏振波而言，反射的圆偏振光改变旋向性。换句话说，对于线性偏振波而言，“反向”是相位的反向。对于圆偏振波或椭圆偏振波而言，反向是“旋向性”的反向。任何电磁波——比如紫外线、可见光、红外线、雷达波30、34、35——在该电磁波的的波长等于或小于球体(例如，水滴或雨滴23)的尺寸时，如图6中图示的那样起作用。如所示的，入射线在A点处具有入射角i。在球体内，r是折射角，并且在球体外，d是下述角度：电磁波已经(在点D处)以该角度偏离，使得出射的电磁波如所示的那样在点C处以角度i离开球体。因此，角度AOB等于180–2r，角度DAO等于角度i，角度ADO等于180–(180–2r)–i或2r–i，并且角度CDO等于角度ADO。因此，偏离角度d等于180–ADO–CDO或等于180–4r+2i。
通常，在利用雷达发射器和配置成接收反向的线性偏振的发射波的雷达接收器的雷达传感器中，雷达接收器将不会拒绝非反向的发射波并且因此不能在被反射的雷达波与被折射的雷达波之间进行区分。如所论述的，固体物体22将反射雷达波，然而，水——比如呈雨(例如，雨滴23)的形式的水——、冰或雪将以本文中在上面所描述的方式折射雷达波。因此，雷达波的折射会产生错误信号并因此产生噪声，现有技术的雷达传感器和/或相关联的系统必须利用复杂的算法和计算能力来处理所述错误信号和噪声。
因此，返回至图3，因为所述至少一个雷达接收器32、33配置成接收从物体22(真实检测的物体22)反射之后作为具有第二偏振的反射雷达波34(例如，右旋圆偏振雷达波)的发射雷达波30(例如，左旋圆偏振雷达波)，所以所述至少一个雷达接收器32、33接收指示真实检测的物体22——比如实心物体或可以反射电磁波的物体——的反射雷达波34。所述至少一个雷达接收器32、33例如还配置成不接收(即拒绝)具有第一偏振的雷达波(例如，左旋圆偏振雷达波)。
因此，如图7中所示，雨滴23导致发射雷达波30的折射(例如，折射雷达波35)，并且因此发射雷达波30不反向并且被所述至少一个雷达接收器32、33拒绝。因此，在于图8中示出的操作中，所述至少一个雷达发射器28、29射出发射雷达波30，并且来自车辆24或人/物体22的反射雷达波34被所述至少一个雷达接收器32、33接收，而来自雨滴23的折射雷达波35不被所述至少一个雷达接收器32、33接收，从而避免了利用复杂的算法和计算能力对反射雷达波34进行附加处理。
另外，如图9中所示，来自第三方源36(例如，另一车辆24)的发射线性偏振波37可以在传输通过环境期间反向或不反向，并且这些电磁波对传感器组件20的所述至少一个雷达接收器32、33而言是噪声。因此，本文中所论述的传感器组件20可以减小由电磁波的线性偏振第三方源36所导致的环境噪声的影响，因为所述至少一个接收器不接收这些电磁波37(它们不具有第二偏振)。因此，本文中所论述的传感器组件20可以提高雷达散射环境中的信噪比(SNR)。因此，在图10中示出的操作中，所述至少一个雷达发射器28、29射出发射雷达波30，并且外部或第三方源36射出线性偏振雷达波，然而，来自第三方源36的线性偏振雷达波和来自雨滴23的折射雷达波不被所述至少一个雷达接收器32、33接收。
如图11A和图11B中所图示的，传感器组件20包括传感器印刷电路板38，并且所述至少一个雷达发射器28、29(例如，线性偏振雷达发射器29)和所述至少一个雷达接收器32、33(例如，线性偏振雷达接收器33)布置在传感器印刷电路板38上并且电连接至传感器印刷电路板38。根据一方面，第一偏振是线性偏振，并且传感器组件20还包括滤波盖40，滤波盖40邻近所述至少一个雷达发射器28、29布置并覆盖所述至少一个雷达发射器28、29，并且滤波盖40构造成在反射可见光(例如，介质镜)的同时使发射雷达波30线性偏振，从而隐藏所述至少一个雷达发射器28、29。因此，作为利用构造成发射线性偏振雷达波30的天线的替代，滤波装置(例如，滤波盖40)可以设置在线性偏振天线结构的前部中。传感器组件20还可以包括由塑料制成的下壳体42和由塑料制成的上壳体(未示出)，其中下壳体42限定封闭端部44和敞开端部46并且包括盖凸缘48，盖凸缘48在敞开端部46处从下壳体42向外延伸并且构造成在敞开端部46上横向地接合并支撑滤波盖40，上壳体联接至下壳体42以限定封围传感器印刷电路板38的传感器室52。
参照图12和图13，滤波盖40可以用于使发射雷达波30圆偏振，使得：在没有发生反向(诸如雨滴23之类的物品引起折射)的情况下，(折射波的)线性偏振雷达波轴线相对于滤波盖40的轴线偏移九十(90)度。因此，在图12中，折射雷达波35被滤波器盖40阻挡，并且没有雷达波穿过至所述至少一个雷达接收器32、33(例如，线性偏振雷达接收器33)。滤波盖40还可以隐藏所述至少一个雷达接收器32、33。具有四分之一波片53的线性偏振器可以使反射雷达波34偏振，反射雷达波34例如在从物体22反射之后、在到达滤波盖40之前从左旋圆偏振的发射波30反向成右旋圆偏振的反射雷达波34。因此，在物体22引起发射雷达波30反射的情况下，(反射雷达波34的)线性偏振雷达波轴线关于滤波盖40(例如，线性偏振器)的轴线为(0)度，因此允许发射雷达波30穿过滤波盖40并且反射波可以穿过所述至少一个雷达接收器32、33，如图13中示出的。
如图14和图15中最佳示出的，传感器组件20还包括布置在传感器印刷电路板38上并电联接至传感器印刷电路板38的传感器微处理器54。传感器微处理器54还电联接至所述至少一个雷达发射器28、29和所述至少一个雷达接收器32、33。传感器微处理器54配置成：利用所述至少一个雷达发射器28来控制发射雷达波30的射出，并且利用所述至少一个雷达接收器32、33来控制物体22相对于传感器组件20的检测。雷达波偏振面的方向可以例如垂直于如由图15中的介于所述至少一个雷达发射器28、29与所述至少一个雷达接收器32、33之间的对角线所示出的天线平面。根据一方面，所述至少一个雷达发射器28、29包括电联接至传感器微处理器54的多个雷达发射天线28、29(例如，左旋圆偏振的雷达发射天线28)，并且所述至少一个雷达接收器32、33包括电联接至传感器微处理器54的多个雷达接收天线32、33(例如，右旋圆偏振的雷达接收天线32)。
具体参照图14，传感器组件20还可以包括背光源56(其还在图11B中示出)，背光源56电联接至传感器微处理器54并由传感器微处理器54控制。背光源56例如可以邻近于所述至少一个雷达发射器28、29布置。背光源56配置成产生向外穿过滤波盖40的光，以进一步隐藏所述至少一个雷达发射器28、29。
传感器组件20还可以包括供电电路58，供电电路58电联接至传感器微处理器54并且用于与电源联接。通信电路60还可以电联接至传感器微处理器54并且可以例如被传感器组件20利用、以经由控制器局域网(CAN)或局域互联网络(LIN)总线而与其他电子模块或主要的非接触式障碍物检测系统控制单元通信。
如图16中所图示的，例如作为所述至少一个雷达发射器28、29和/或所述至少一个雷达接收器32、33的一部分的所述多个雷达发射天线28、29中的每个雷达发射天线(例如，左旋圆偏振雷达发射天线28)和所述多个雷达接收天线32、33中的每个雷达接收天线(例如，右旋圆偏振雷达接收天线32)可以包括具有矩形形状的贴片天线62，贴片天线62可以包括彼此平行且间隔开的具有第一长度b的一对纵向侧部64以及彼此平行且间隔开并在所述一对纵向侧部64之间延伸的具有第二长度a的一对横向侧部66，并且贴片天线62可以具有第一馈电部68和第二馈电部70，第一馈电部68和第二馈电部70用于各自联接至一对励磁线72中的一个励磁线。为了产生或接收圆偏振雷达波30、34，贴片天线62可以限定彼此相反对角布置的一对截头拐角74。替代性地，贴片天线62可以限定多个扰动部，所述多个扰动部形成为沿着所述一对纵向侧部64中的每个纵向边的至少一个纵向凹口76和沿着所述一对横向侧部66中的每个横向侧部的多个横向凹口78。作为另一替代物，贴片天线62可以替代性地限定延伸穿过贴片天线62并在贴片天线62上对角地延伸的矩形狭槽80。
如在图17中最佳所示，传感器组件20还可以包括馈电网络82、84，馈电网络82、84配置成电联接至第一馈电部68和第二馈电部70并电联接至所述至少一个雷达发射器28和/或所述至少一个雷达接收器32的其余部分(例如，下面将更详细论述的波形发生器、振荡器、放大器)。具体地，馈电网络82、84可以包括联接至第一馈电部68和第二馈电部70的混合型耦合器82和联接至第一馈电部68和第二馈电部70的偏移耦合器84中的一者，然而，设想到其他构型。
参照图18至图20，传感器组件20可以配置成连续地射出已调制的辐射、超宽带辐射、或亚毫米频率辐射(例如，形成ISM频带的一部分比如大约24GHz或60GHz频带的频率，但是还设想到其他范围)。例如，传感器组件20可以配置成连续地射出由雷达发射天线28、29或本领域中已知的利用多普勒雷达技术的连续波(CW)雷达所发射的辐射，所发射的辐射可以被传感器组件20利用以用于进行基于雷达的障碍物或手势识别，如在图18中图示的。被用于进行频率调制的连续波(FMCW)雷达——其也是本领域中已知的被用于利用多普勒雷达技术——的雷达发射天线28、29还可以被采用在传感器组件20中，如在图19中图示的。此外，传感器组件20可以配置成用于脉冲飞行时间雷达。如所示的，传感器组件20可以包括一个或更多个雷达接收天线32、33，所述一个或更多个雷达接收天线32、33用于接收发射雷达波30的从物体22或使用者反射的反射物。雷达接收天线32、33可以集成到传感器印刷电路板38中，或者集成到附连至传感器印刷电路板38的雷达芯片中。
因此，传感器组件20可以配置成射出并检测连续波(CW)雷达，如在图18中说明性示出的，其中，传感器组件20包括一个发射天线28、29和一个接收天线32、33。在这种构型的情况下，传感器组件20能够操作成利用多普勒雷达原理检测物体22/使用者的速度/速率V(即，由传感器微处理器54或专用的本地应用专用雷达信号处理器86对所接收的反射CW雷达信号进行处理，以确定指示物体22或使用者的速度V的射出的连续辐射波的频移)。雷达发射天线28、29还可以配置成射出调频连续波(FMCW)雷达，如在图19中说明性示出的，其中，传感器组件20包括一个发射天线28、29和一个接收天线32、33。在这种构型的情况下，传感器组件20能够操作成利用调频雷达技术对障碍物/物体的手势/运动进行检测(即，由应用专用雷达信号处理器86或传感器微处理器54对所反射的FMCW雷达信号进行处理，以确定指示物体22/使用者的速度V(多普勒频率)和距离D(拍频)的频移)。替代性地，FMCW雷达系统可以配置成包括形成天线阵列的至少两个接收天线321、322至32n(或者替代性地，331、332至33n)，如在图20中示出的。此外，可以设置有多个发射天线28n(或者替代性地，29n)。信号处理器86被图示为布置成通过信号处理元件——比如高/低增益信号放大器88、混频器90——与天线元件28n、29n、331、332至33n通信，其中混频器90配置成在中级雷达场范围内将所接收的信号与从分路器94接收的波形发生器92所生成的发射信号混合以用于对所接收的反射进行处理(即，信号处理器86或传感器微处理器54可以配置成执行存储在存储器中的指令以执行对所接收的反射和发射的辐射信号(即，已混合的信号)进行计算、进而实施各种检测技术或算法，例如CW雷达、FWCW雷达、飞行时间)，以提供用于确定物体22的运动的数据。例如，信号处理器86或传感器微处理器54可以配置成对所接收的反射进行处理以确定用于计算物体22或使用者的速度/速率V的多普勒频移、或者确定用于计算物体22或使用者的距离D和速度V的频率。
根据另一方面并且如在图21中最佳示出的，所述至少一个雷达发射器28、29包括多个发射编码开关96，所述多个发射编码开关96电联接至传感器微处理器54并且由传感器微处理器54控制。所述多个发射编码开关96中的每个发射编码开关联接至所述多个雷达发射天线28、29中的一个雷达发射天线。所述多个雷达发射天线28、29中的每个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线28、29中的另一雷达发射天线的偏振不同的相应偏振的发射雷达波30。具体地，所述多个雷达发射天线28、29包括至少一个线性偏振发射天线98、至少一个左旋圆偏振发射天线100和至少一个右旋圆偏振发射天线102。其他子组合也是可能的。
此外，所述至少一个雷达接收器32、33包括多个接收解码开关104，所述多个接收解码开关104电联接至传感器微处理器54并由传感器微处理器54控制。所述多个接收解码开关104中的每个接收解码开关联接至所述多个雷达接收天线32、33中的一个雷达接收天线。所述多个雷达接收天线32、33中的每个雷达接收天线配置为接收具有不同的相应偏振的反射雷达波34。更详细地，所述多个雷达接收天线32、33包括至少一个线性偏振接收天线106(例如，水平线性偏振或竖向线性偏振的接收天线)、至少一个左旋圆偏振接收天线108和至少一个右旋圆偏振接收天线110。其他子组合也是可能的。
因此，传感器微处理器54配置成控制所述多个发射编码开关96以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线28、29中的每个雷达发射发射天线调制包括顺序发射的雷达标记112。类似地，传感器微处理器54还配置成控制所述多个接收解码开关104以接收反射雷达标记112。因此，传感器组件20可以在偏振状态之间动态地调制。
如图22和图23中最佳示出的，还公开了一种操作用于检测物体22的传感器组件20的方法。该方法包括步骤200：使用至少一个雷达发射器28、29射出具有第一偏振的发射雷达波30。该方法还可以通过下述步骤202继续进行：使用至少一个雷达接收器32、33接收在从物体22反射之后作为反射雷达波34的发射雷达波30，反射雷达波34具有不同于第一偏振的第二偏振并且对应于物体22相对于传感器组件20的检测。该方法还可以包括步骤204：使用所述至少一个雷达接收器32、33拒绝具有与第二偏振不同的偏振的雷达波30、34，以忽略由发射雷达波30的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源的噪声。
根据一方面，操作用于检测物体22的传感器组件20的该方法可以在图21中示出的并在下面论述的传感器组件20上执行。因此，该方法可以包括步骤206：控制多个发射编码开关96，所述多个发射编码开关96各自联接至多个雷达发射天线28、29中的一个雷达发射天线，所述多个雷达发射天线28、29中的一个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线28中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波30，以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线28、29中的每个雷达发射天线调制包括顺序发射的雷达标记112。该方法还可以包括步骤208：控制多个接收解码开关104，所述多个接收解码开关104各自联接至所述多个雷达接收天线32、33中的一个雷达接收天线，所述多个雷达接收天线32、33配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波34以接收反射雷达标记112。
为了说明和描述的目的，已经提供了各实施方式的前述描述。这不意在是穷举或限制本公开。特定实施方式的单独的元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且能够在选定的实施方式中使用，即使未具体示出或描述。特定实施方式的单独的元件或特征也可以以多种方式进行改变。这些改变不应被视为是本公开的偏离，并且所有这些修改意在被包含在本公开的范围内。本领域的技术人员将认识到的是，所公开的与传感器组件20相关联的概念可以同样地被实施在许多其他系统中以控制一个或更多个操作和/或功能，所述系统比如为：用于检测与动力操作式致动器相邻的物体的障碍物检测系统，该障碍物检测系统比如例如为在名称为“Non-contact obstacledetection system for motor vehicles(用于机动车辆的非接触式障碍物检测系统)”的共同拥有的美国专利No.US20170306684中示出的障碍物检测系统，该专利的全部内容通过参引并入本文中；以及比如在名称为“Power swing door with virtual handle gesturecontrol(具有虚拟把手手势控制的电动摆动式门)”的共同拥有的美国专利No.US20180238099中示出的手势检测系统，该专利的全部内容通过参引并入本文中。
提供了示例实施方式使得本公开将是透彻的，并且示例实施方式将向本领域的技术人员充分传达范围。阐述了若干具体细节比如具体部件、装置和方法，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域的技术人员而言将明显的是：不需要采用具体细节，示例实施方式可以以多种不同的形式体现，并且这两种情况都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，不对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细描述。
本文中所使用的术语仅是出于描述特定示例实施方式的目的，并非意在进行限制。如本文中使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”可以意在也包括复数形式，除非上下文明确指明其他情况。术语“包括”、“包括有”、“包含”以及“具有”是包括性的并且因此指明所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除所述术语的一个或更多个特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或附加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为一定需要以所论述的或所图示出的特定次序执行，除非具体标识为执行的次序。还应理解的是，可以采用附加或替代性的步骤。
当元件或层指的是位于另一元件或层“上”、“接合至”另一元件或层、“连接至”另一元件或层或者“联接至”另一元件或层时，元件或层可以是直接在其他元件或层上、直接接合至其他元件或层、直接连接至其他元件或层或者直接联接至其他元件或层，或者可以存在中间元件或层。与此相反，当元件指的是直接位于另一元件或层“上”、“直接接合至”另一元件或层、“直接连接至”另一元件或层或者“直接联接至”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。应当以相似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在……之间”对“直接在……之间”、“邻接”对“直接邻接”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一者或更多者的任何组合和全部组合。
尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来对各种元件、部件、区域、层和/或部段进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、一个部件、一个区域、一层或一个部段与另一区域、另一层或另一部段进行区分。术语比如“第一”、“第二”和其他数字术语当在本文使用时并不意味顺序或次序，除非上下文明确地说明。因此，在不脱离示例实施方式的教示的情况下，下面所论述的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部段可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部段。可以在本文中使用空间相对术语比如“内”、“外”、“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……的上方”、“上”等来使说明书易于描述一个元件或一个特征与另一元件或另一特征的关系，如附图中图示出的。空间相对术语可能意在包含装置的在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向之外的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则如所描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征之下”的元件然后将被定向为“在其他元件或特征的上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括上下的两种取向。装置可以被以其他方式定向(旋转一定角度或以其他取向旋转)并且本文所使用的空间相对描述应被相应地理解。
本发明的实施方式可以参照以下编号的段落来理解：
1.一种用于检测物体的传感器组件，该传感器组件包括：
至少一个雷达发射器，所述至少一个雷达发射器配置成用于射出具有第一偏振的发射雷达波；
至少一个雷达接收器，所述至少一个雷达接收器配置成：
接收在从所述物体反射之后作为反射雷达波的所述发射雷达波，所述反射雷达波具有与所述第一偏振不同的第二偏振并且对应于所述物体相对于传感器组件的检测，并且
拒绝具有与所述第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由所述发射雷达波的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源的噪声。
2.根据段落1所述的传感器组件，其中，所述至少一个雷达接收器配置成接收具有包括第二偏振的偏振的雷达波，以用于通过由所述发射雷达波与所述物体相互作用从而引起所述发射雷达波的第一偏振的改变而产生的对物体的检测。
3.根据段落1所述的传感器组件，还包括传感器印刷电路板，并且其中，所述至少一个雷达发射器和所述至少一个雷达接收器设置在所述传感器印刷电路板上并电连接至所述传感器印刷电路板接，其中，所述至少一个雷达发射器包括至少一个偏振发射天线，所述至少一个偏振发射天线配置成产生具有第一方向的圆偏振的发射雷达波，并且所述至少一个雷达接收器包括至少一个偏振接收天线，所述至少一个偏振接收天线配置成接收具有第二方向的圆偏振的反射雷达波。
4.根据段落1所述的传感器组件，其中，所述第一偏振是线性偏振，并且所述传感器组件还包括滤波盖，所述滤波盖邻近所述至少一个雷达发射器设置并覆盖所述至少一个雷达发射器并且配置成使所述发射雷达波圆偏振。
5.根据段落3所述的传感器组件，其中，所述第一方向的圆偏振是右旋偏振和左旋偏振中的一者，并且所述第二方向的圆偏振是右旋偏振和左旋偏振中的另一者。
6.根据段落1所述的传感器组件，还包括传感器微处理器，所述传感器微处理器设置在所述传感器印刷电路板上并电联接至所述传感器印刷电路板，并且所述传感器微处理器电联接至所述至少一个雷达发射器和所述至少一个雷达接收器，并且所述传感器微处理器配置成通过使用所述至少一个雷达发射器控制雷达波的射出并通过使用至少一个雷达接收器控制所述物体相对于所述传感器组件的检测。
7.根据段落6所述的传感器组件，其中，所述至少一个雷达发射器包括电联接至所述传感器微处理器的多个雷达发射天线，并且所述至少一个雷达接收器包括电联接至所述传感器微处理器的多个雷达接收天线，并且其中，所述多个雷达发射天线中的每个雷达发射天线和所述多个雷达接收天线中的每个雷达接收天线包括具有矩形形状的贴片天线，所述贴片天线包括彼此平行且间隔开的具有第一长度的一对纵向侧部以及彼此平行且间隔开的并且在所述一对纵向侧部之间延伸的具有第二长度a的一对横向侧部，并且所述贴片天线包括第一馈电部和第二馈电部，第一馈电部和第二馈电部用于各自联接至一对激励线中的一个激励线。
8.根据段落7所述的传感器组件，其中，所述贴片天线限定彼此相反地对角设置的一对截头拐角。
9.根据段落7所述的传感器组件，其中，所述贴片天线限定多个扰动部，所述多个扰动部形成为沿着所述一对纵向侧部中的每个纵向侧部的至少一个纵向凹口和沿着所述一对横向侧部中的每个横向侧部的多个横向凹口。
10.根据段落7所述的传感器组件，其中，所述贴片天线限定穿过所述贴片天线并且在所述贴片天线上对角地延伸的矩形槽。
11.根据段落7所述的传感器组件，还包括馈电网络，所述馈电网络配置成电联接至所述第一馈电部和所述第二馈电部。
12.根据段落11所述的传感器组件，其中，所述馈电网络包括联接至所述第一馈电部和所述第二馈电部的混合型耦合器和联接至所述第一馈电部和所述第二馈电部的偏移耦合器中的一者。
13.根据段落6所述的传感器组件，其中，所述传感器微处理器配置成控制所述至少一个雷达发射器以通过具有不同的相应偏振的多个雷达发射天线调制包括多个顺序传输的雷达信号，并且所述传感器微处理器配置成控制所述至少一个雷达接收器以接收反射的雷达信号。
14.根据段落13所述的传感器组件，其中，所述至少一个雷达发射器包括多个发射编码开关，所述多个发射编码开关电联接至所述传感器微处理器并由所述传感器微处理器控制，并且所述多个发射编码开关各自联接至所述多个雷达发射天线中的一个雷达发射天线，并且所述多个雷达发射天线中的每个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波，并且所述至少一个雷达接收器包括多个接收解码开关，所述多个接收解码开关电联接至所述传感器微处理器并由所述传感器微处理器控制，并且所述多个接收解码开关各自联接至所述多个雷达接收天线中的一个雷达接收天线，并且所述多个雷达接收天线中的每个雷达接收天线配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波，其中，所述传感器微处理器配置成控制所述多个发射编码开关以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线中的每个雷达发射天线调制包括多个顺序传输的雷达信号，并且所述传感器微处理器配置成控制所述多个接收解码开关以接收反射的雷达信号。
15.根据段落14所述的传感器组件，其中，所述多个雷达发射天线包括至少一个线性偏振发射天线、至少一个左旋圆偏振天线和至少一个右旋圆偏振天线，并且所述多个雷达接收天线包括至少一个线性偏振发射天线、至少一个左旋圆偏振天线和至少一个右旋圆偏振天线。
16.根据段落1所述的传感器组件，其中，所述传感器组件电联接至物体检测系统，以用于通过所述物体相对于所述传感器组件的检测而控制车辆功能。
17.一种操作用于检测物体的传感器组件的方法，包括以下步骤：
使用至少一个雷达发射器射出具有第一偏振的发射雷达波；
使用至少一个雷达接收器接收在从所述物体反射之后作为反射雷达波的发射雷达波，所述反射雷达波具有不同于第一偏振的第二偏振并且对应于所述物体相对于传感器组件的检测；以及
使用所述至少一个雷达接收器拒绝具有与所述第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由所述发射雷达波的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源的噪声。
18.根据段落17所述的方法，还包括以下步骤：
控制多个发射编码开关，所述多个发射编码开关各自联接至多个雷达发射天线中的一个雷达发射天线，所述多个雷达发射天线中的一个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波，以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线中的每个雷达发射天线调制包括顺序发射的雷达信号；以及
控制多个接收解码开关，所述多个接收解码开关各自联接至多个雷达接收天线中的一个雷达接收天线，所述多个雷达接收天线配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波以接收所述反射雷达信号。
19.根据段落17所述的方法，其中，所述第二偏振是所述第一偏振的反向形式。
20.根据段落17所述的方法，其中，所发射雷达波的所述第一偏振是左旋圆偏振和右旋圆偏振中的一者，并且所述反射雷达波的所述第二偏振是左旋圆偏振和右旋圆偏振中的另一者。

Claims (10)

1.一种用于检测物体(22)的传感器组件(20)，所述传感器组件(20)包括：
至少一个雷达发射器(28、29)，所述至少一个雷达发射器(28、29)配置成用于射出具有第一偏振的发射雷达波(30)；
至少一个雷达接收器(32、33)，所述至少一个雷达接收器(32、33)配置成：
接收在从所述物体(22)反射之后作为反射雷达波(34)的所述发射雷达波(30)，所述反射雷达波(34)具有与所述第一偏振不同的第二偏振并且对应于所述物体(22)相对于传感器组件(20)的检测，并且
拒绝具有与所述第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由所述发射雷达波(30)的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源(36)的噪声。
2.根据权利要求1所述的传感器组件(20)，还包括传感器印刷电路板(38)，并且其中，所述至少一个雷达发射器(28、29)和所述至少一个雷达接收器(32、33)设置在所述传感器印刷电路板(38)上并电连接至所述传感器印刷电路板(38)，其中，所述至少一个雷达发射器包括至少一个偏振发射天线(28、29、100、102)，所述至少一个偏振发射天线(28、29、100、102)配置成产生具有第一方向的圆偏振的发射雷达波，并且所述至少一个雷达接收器包括至少一个偏振接收天线(32、33、108、110)，所述至少一个偏振接收天线(32、33、108、110)配置成接收具有第二方向的圆偏振的反射雷达波。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(20)，还包括传感器微处理器(54)，所述传感器微处理器(54)设置在所述传感器印刷电路板(38)上并电联接至所述传感器印刷电路板(38)，并且所述传感器微处理器(54)电联接至所述至少一个雷达发射器(28、29)和所述至少一个雷达接收器(32、33)，并且所述传感器微处理器(54)配置成通过使用所述至少一个雷达发射器(28、29)控制所述发射雷达波(30)的射出并通过使用所述至少一个雷达接收器(32、33)控制物体(22)相对于所述传感器组件(20)的检测。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(20)，其中，所述至少一个雷达发射器(28、29)包括电联接至所述传感器微处理器(54)的多个雷达发射天线(28、29)，并且所述至少一个雷达接收器(32、33)包括电联接至所述传感器微处理器(54)的多个雷达接收天线(32、33)，其中，所述传感器微处理器配置成控制所述至少一个雷达发射器以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线调制包括多个顺序传输的雷达信号，并且所述传感器微处理器配置成控制所述至少一个雷达接收器以接收反射的雷达信号。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(20)，其中，所述至少一个雷达发射器(28、29)包括多个发射编码开关(96)，所述多个发射编码开关(96)电联接至所述传感器微处理器(54)并由所述传感器微处理器(54)控制，并且所述多个发射编码开关(96)各自联接至所述多个雷达发射天线(28、29)中的一个雷达发射天线，并且所述多个雷达发射天线(28、29)中的每个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线(28、29)中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波(30)，并且所述至少一个雷达接收器包括多个接收解码开关(104)，所述多个接收解码开关(104)电联接至所述传感器微处理器(54)并由所述传感器微处理器(54)控制，并且所述多个接收解码开关(104)各自联接至所述多个雷达接收天线(32、33)中的一个雷达接收天线，并且所述多个雷达接收天线(32)中的每个雷达接收天线配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波(34)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(20)，其中，所述第一偏振是线性偏振，并且所述传感器组件(20)还包括滤波盖(40)，所述滤波盖邻近所述至少一个雷达发射器(28)设置并覆盖所述至少一个雷达发射器(28、29)并且配置成在反射可见光的同时使所述发射雷达波(30)圆偏振，由此隐藏所述至少一个雷达发射器(28、29)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(20)，其中，所述传感器组件电联接至物体检测系统，以用于通过所述物体相对于所述传感器组件的检测来控制车辆功能。
8.一种操作用于检测物体(22)的传感器组件(20)的方法，所述方法包括以下步骤：
使用至少一个雷达发射器(28、29)射出具有第一偏振的发射雷达波(30)；
使用至少一个雷达接收器(32、33)接收在从所述物体(22)反射之后作为反射雷达波(34)的所述发射雷达波(30)，所述反射雷达波(34)具有不同于第一偏振的第二偏振并且对应于所述物体(22)相对于所述传感器组件(20)的检测；以及
使用所述至少一个雷达接收器(32、33)拒绝具有与所述第二偏振不同的偏振的雷达波，以忽略由所述发射雷达波(30)的环境相互作用产生的噪声和来自外部雷达源(36)的噪声。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
控制多个发射编码开关(96)，所述多个发射编码开关(96)各自联接至多个雷达发射天线(28、29)中的一个雷达发射天线，所述多个雷达发射天线中的一个雷达发射天线配置成发射具有与所述多个雷达发射天线(28、29)中的另一雷达发射天线不同的相应偏振的发射雷达波(30)，以通过具有不同的相应偏振的所述多个雷达发射天线(28、29)中的每个雷达发射天线调制包括顺序发射的雷达信号(112)；以及
控制多个接收解码开关(104)，所述多个接收解码开关各自联接至多个雷达接收天线(32、33)中的一个雷达接收天线，所述多个雷达接收天线(32、33)配置成接收具有不同的相应偏振的反射雷达波(34)以接收所述反射雷达信号(112)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述发射雷达波(30)的所述第一偏振是左旋圆偏振，并且所述反射雷达波(34)的所述第二偏振是右旋圆偏振。
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