CN111175703B - 天线发波方法和天线布阵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了天线发波方法和天线布阵，其中，天线发波方法应用于天线布阵上，天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，每一组发波方法包括：i个发射天线同时发射，且i个发射天线形成一个虚拟发射天线，在M个发射天线中，相邻的发射天线沿横向的中心间距为kd；在每一种发波模式中，m组发波形成m个虚拟发射天线，m个虚拟发射天线和N个接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在虚拟天线的阵列方向图中，至少2种发波模式主瓣副瓣比大于3dB，解决了单独将一个实体天线作为毫米波雷达的近距天线使用，使得毫米波雷达成本高，性能低的问题，提高了天线的复用率，节省了天线成本。

Description

天线发波方法和天线布阵
技术领域
本申请涉及汽车雷达技术领域，特别是涉及天线发波方法和天线布阵。
背景技术
随着智能驾驶技术的快速发展，高级驾驶辅助系统(Advanced DrivingAssistant System，简称为ADAS)成为智能驾驶汽车中不可缺少的部分，ADAS通过安装在车上的各类传感器，在汽车行驶过程中随时感应周围环境，收集环境数据，进行静态或动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统运算与分析，从而预测可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。其中，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的主要传感器。
在相关技术中，单独将一个实体天线作为毫米波雷达的近距天线使用，资源利用率不足，使得毫米波雷达成本高，性能低，资源配置不合理。
针对相关技术中，单独将一个实体天线作为毫米波雷达的近距天线使用，使得毫米波雷达成本高，性能低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中，单独将一个实体天线作为毫米波雷达的近距天线使用，使得毫米波雷达成本高，性能低的问题，本发明提供了天线发波方法和天线布阵，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种天线发波方法，天线发波方法应用于天线布阵上，所述天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个所述发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在所述多个分支天线中，位置相邻的所述分支天线沿所述横向的中心间距为d，所述天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，M和N为大于1的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组所述发波方法包括：i个发射天线同时发射，且所述i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，所述i个发射天线位置相邻，在所述M个发射天线中，相邻的所述发射天线沿所述横向的中心间距为kd，d大于所述天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；
在每一种发波模式中，所述m组发波形成m个所述虚拟发射天线，m个所述虚拟发射天线和N个所述接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在所述虚拟天线的阵列方向图中，至少2种发波模式的主瓣副瓣比大于3dB，其中，所述阵列方向图在所述虚拟发射天线的主瓣角度范围内，所述虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d。
在其中一个实施例中，在所述天线进行发波之前，所述发波方法包括：
对每个所述发射天线设置发射初相，通过改变所述i个发射天线的发射初相，改变与i个发射天线对应的所述虚拟天线的波束指向。
在其中一个实施例中，在所述i个发射天线同时发射之后，所述发波方法包括：
每个所述接收天线独立采集天线数据。
在其中一个实施例中，所述天线布阵包括3个发射天线和4个接收天线，所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述天线布阵在发波过程中包括第一模式、第二模式和第三模式，所述发波方法还包括：
在所述天线布阵进行所述第一模式发射的过程中，所述第一发射天线、所述第二发射天线和所述第三发射天线依次发射，所述发射天线与所述接收天线形成12个虚拟天线；
在所述天线布阵进行所述第二模式发射的过程中，所述第一发射天线与所述第二发射天线同时发射，或者所述第二发射天线与所述第三发射天线同时发射，所述发射天线与所述接收天线形成8个虚拟天线；
在所述天线布阵进行所述第三模式发射的过程中，所述第一发射天线、所述第二发射天线和所述第三发射天线同时发射，所述发射天线与所述接收天线形成4个虚拟天线。
根据本发明的另一个方面，提供了一种天线布阵，该天线布阵为多输入多输出MIMO天线，所述天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个所述发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在所述多个分支天线中，位置相邻的所述分支天线沿所述横向的中心间距为d，在所述M个发射天线中，相邻的所述发射天线沿所述横向的中心间距为kd，其中，M和N为大于1的整数，d大于所述天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；所述天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组发波包括i个发射天线同时发射，且所述i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，所述i个发射天线位置相邻；在每一种发波模式中，所述m组发波形成m个所述虚拟发射天线，m个所述虚拟发射天线和N个所述接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在所述虚拟天线的阵列方向图中，主瓣副瓣比大于3dB，其中，所述阵列方向图在所述虚拟发射天线的主瓣角度范围内，所述虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d。
在其中一个实施例中，d为所述天线布阵工作波长的一半。
在其中一个实施例中，所述MIMO天线安装于汽车的车头处。
在其中一个实施例中，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d；所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为3d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为8d。
在其中一个实施例中，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d；所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为10d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为8d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为6d。
在一个实施例中，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为8d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为6d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为6d。
通过本发明的一种天线发波方法，天线发波方法应用于天线布阵上，天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在多个分支天线中，位置相邻的分支天线沿横向的中心间距为d，天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，M和N为大于1的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组发波方法包括：i个发射天线同时发射，且i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，i个发射天线位置相邻，在M个发射天线中，相邻的发射天线沿横向的中心间距为kd，d大于天线布阵的工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；在每一种发波模式中，m组发波形成m个虚拟发射天线，m个虚拟发射天线和N个接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在虚拟天线的阵列方向图中，至少2种发波模式主瓣副瓣比大于3dB，其中，阵列方向图在虚拟发射天线的主瓣角度范围内，虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d，解决了单独将一个实体天线作为毫米波雷达的近距天线使用，使得毫米波雷达成本高，性能低的问题，提高了天线的复用率，节省了天线成本。
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，并不构成对发明的不当限定。
在附图中：
图1是根据本发明实施例的阵列天线布阵的应用环境示意图；
图2是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图一；
图3是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图二；
图4是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图三；
图5是根据本发明实施例的天线布阵的示意图一；
图6是根据本发明实施例的天线布阵的示意图二。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，“第一”、“第二”、“第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。可以理解地，“第一”、“第二”、“第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使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“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请提供的阵列天线布阵，可以应用于如图1所示的应用环境中，图1是根据本发明实施例的阵列天线布阵的应用环境示意图，如图1所示，本申请中的阵列天线布阵可以应用于汽车104的毫米波雷达102中，该毫米波雷达102安装于汽车104上，该毫米波雷达102发射电磁波并接收该电磁波的回波，根据发射和接收之间的时间差测得感应目标的位置数据，该毫米波雷达102中的天线为时分多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称为MIMO)天线，该MIMO天线包括多个发射天线和多个接收天线，可以感应位于预设区域中的物体，例如，本实施例中，毫米波雷达102安装于汽车104车头的正前方，可以感应该毫米波雷达102朝向上的扇形区域。
在一个实施例中，提供了一种天线发波的方法，图2是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图一，如图2所示。天线发波方法应用于天线布阵上，该天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在多个分支天线中，位置相邻的分支天线沿横向的中心间距为d，该天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波方式，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，M和N为大于1的整数，i＝1、2、3、……、M，例如，在M的值为3的情况下，该天线布阵共有3种发波模式，第一种发波模式有3组发波方式，第二种发波模式有2组发波方式，第三种发波模式有1组发波方式，该方法包括如下步骤：
步骤S202，在每一组发波过程中，i个发射天线同时发射，且该i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，该i个发射天线位置相邻，在该M个发射天线中，相邻的该发射天线沿该横向的中心间距为kd，d大于该天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数。例如，在M的值为3的情况下，在第一种发波模式中，每次只有1个天线发波，该天线独自形成一个虚拟天线，共有3个虚拟天线，在第二种发波模式中，共有2组发波，每次有2个位置相邻的天线发波，该相邻的2个天线形成一个虚拟天线，共有2个虚拟天线，在第三种发波模式中，每次发波由3个发射天线共同进行，3个发射天线形成一个虚拟天线，共有1个虚拟天线。该M个发射天线可以完全相同，k的取值可以为2或者3。
步骤S204，在每一种发波模式中，m组发波形成m个虚拟发射天线，m个虚拟发射天线和N个接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在虚拟天线的阵列方向图中，至少2种发波模式的主瓣副瓣比大于3dB，其中，阵列方向图是指0～180度的阵列方向图，虚拟发射天线的主瓣角度范围内的阵列方向图，指的是某个角度范围内的阵列方向图，该角度范围是发射天线的主瓣，阵列方向图在虚拟发射天线的主瓣角度范围内，虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d。在M的值为3，N的值为4的情况下，在第一种发波模式中，(M-i+1)的值为3，共有12个虚拟天线组成的阵列，在第二种发波模式中，(M-i+1)的值为2，共有8个虚拟天线组成的阵列，在第一种发波模式中，(M-i+1)的值为1，共有4个虚拟天线组成的阵列。其中，该孔径a表示整个虚拟天线的阵列宽度，孔径a的值越大，该虚拟天线阵列的分辨率越好。
通过步骤S202和步骤S204，功分后的天线布阵使虚拟发射天线只有一个主瓣，提高发射天线的分辨率，发射天线和接收天线形成时分复用MIMO天线，虚拟发射天线与接收天线的不同组合形成不同的发波模式，同一个发射天线可用于不同模式的发波过程中，相对于相关技术中，一个天线只能用于一种发波模式，解决了毫米波雷达成本高，性能低的问题，提高了天线的复用率，节省了天线成本。
在一个实施例中，第i种发波模式包括(M-i+1)组发波方式，m组发波形成(M-i+1)个虚拟发射天线，天线布阵形成(M-i+1)*N个虚拟天线组成的阵列，虚拟天线的阵列孔径a满足a≥(M-i)*N*d，m组发波中的第j组发波包括：i个发射天线同时发射，第j个至第j+i-1个发射天线，一共i个发射天线同时发射，M个发射天线从左往右依次分别为第一发射天线至第M发射天线，例如，M＝3，i＝2，则m≤2，在m的值为2的情况下，j分别为1和2，也就是3个发射天线，3种发波模式，其中第2种发波模式下有2组发波，在j＝1的情况下，第一组发波是第1和第2个发射天线同时发射，第二组发波是第2和第3个天线同时发射，其中，j＝1、2、3……、m。
在一个实施例中，图3是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图二，如图3所示，该方法在该天线进行发波之前，还可以包括如下步骤：
步骤S302，对每个该发射天线设置发射初相，通过改变该i个发射天线的发射初相，改变与i个发射天线对应的该虚拟天线的波束指向。其中，天线的发射初相为在天线进行发波时，天线的初始相位，波束指向为虚拟天线中天线阵列的发波方向。
通过上述步骤S302，通过改变该i个发射天线的发射初相，改变与i个发射天线对应的该虚拟天线的波束指向，有利于调整安装角度的误差，实现了自适应对准汽车正前方，提高了安装误差的容错率。
在一个实施例中，图4是根据本发明实施例的天线发波的方法的流程图三，如图4所示，该方法还可以包括如下步骤：
步骤S402，每个接收天线独立采集天线数据。在相关技术中，多个天线通过射频电路合并成一路然后进行模数转换数字化，在多个天线合成一路的情况下，该多个天线等效为一个接收天线，MIMO之后的天线的个数是本实施例中的几分之一，角度分辨率受很大影响，在本实施例中，每个接收天线可以独立进行模数转换数字化，有效提高了天线的角度分辨率。
在一个实施例中，该天线布阵包括3个发射天线和4个接收天线，该发射天线包括沿横向排布的第一发射天线TX1、第二发射天线TX2和第三发射天线TX3，该天线布阵在发波过程中包括第一模式、第二模式和第三模式，该发波方法还包括：
在该天线布阵进行该第一模式发射的过程中，该第一发射天线、该第二发射天线和该第三发射天线依次发射，该发射天线与该接收天线形成12个虚拟天线。其中，第一模式可以为近距模式，TX1、TX2、TX3轮流发射，组成时分MIMO，发射天线波束覆盖宽度2θ1，波束覆盖范围为-θ1至θ1，发射功率为P1，在本实施例中，θ1在45°以上，发射天线增益G1为17dB，探测距离为120米。
在该天线布阵进行该第二模式发射的过程中，该第一发射天线与该第二发射天线同时发射，或者该第二发射天线与该第三发射天线同时发射，该发射天线与该接收天线形成8个虚拟天线。其中，第二模式可以为中距模式，在中距模式中，TX1和TX2同时发射，形成虚拟发射天线T1，TX2和TX3同时发射，形成虚拟发射天线T2，T1和T2轮流发射，组成时分MIMO。发射天线波束覆盖宽度2θ，波束覆盖范围为-θ2至θ2，发射功率为P1与Pa2之和，其中，P1是单个发射天线的发射功率，Pa2是在两个发射天线以同样的功率同时发射的情况下，相对于单个发射天线增加的功率，增益为G1与Ga2之和，其中，G1是在只有一个天线发射的情况下，发射天线的天线增益，Ga2是在两个发射天线同时发射的情况下，发射天线增加的增益，在两个天线同时发射的情况下，天线面积变大一倍，增益也扩大一倍。在本实施例中，θ2在9°以上，Ga2约为3dB，Pa2为3dBm，探测距离在示例中为220米。TX1和TX2同时发射时，具有初相差ψ2，初相差ψ2可由如下公式1计算：
ψ2＝2d·sinθ/λ*2π+△ψ 公式1
其中，d是虚拟天线阵列中阵元的间距，θ是波束指向，可调整安装角度误差，△ψ是两个发射通路之间的一致性偏差。
在该天线布阵进行该第三模式发射的过程中，该第一发射天线、该第二发射天线和该第三发射天线同时发射，该发射天线与该接收天线形成4个虚拟天线。其中，第三模式可以为远距模式，在远距模式中，TX1、TX2和TX3同时发射。发射天线波束覆盖宽度2θ3，波束覆盖范围为-θ3至θ3，发射功率为P1与Pa3之和，发射天线增益为G1与Ga3之和，在本实施例中，θ3在4°以上，Ga3约为4.8dB，Pa3为4.8dBm，探测距离在示例中为300米。TX1、TX2和TX3同时发射时，具有初相差ψ2和ψ3，初相差ψ3可由如下公式1计算：
ψ3＝4d·sinα/λ*2π+△ψ' 公式2
其中，△ψ'是TX1和TX3两个发射通路之间的一致性偏差。
在本实施例中，近距模式下具有更多的虚拟天线数量，提高了天线阵列的角度分辨率，在中距模式下，天线的信号功率更强，探测距离更远，在远距模式下，天线的增益更强，进一步提高了探测距离。本实施例提供的天线布阵可以通过改变天线的发射初相，自适应对准汽车行驶方向，降低了对天线的安装要求。
应该理解的是，虽然图2至图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种天线布阵，天线布阵为多输入多输出MIMO天线，图5是根据本发明实施例的天线布阵的示意图一，如图5所示，该天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在多个分支天线中，位置相邻的分支天线沿横向的中心间距为d，在该M个发射天线中，相邻的该发射天线沿该横向的中心间距为kd，其中，M和N为大于1的整数，d大于该天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；该天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组发波包括i个发射天线同时发射，且i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，i个发射天线位置相邻；在每一种发波模式中，m组发波形成m个虚拟发射天线，m个虚拟发射天线和N个接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在虚拟天线的阵列方向图中，主瓣副瓣比大于3dB，其中，阵列方向图在虚拟发射天线的主瓣角度范围内，虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d，其中，横向排布为图5中所示箭头x的方向。
本实施例中，发射天线和接收天线形成时分复用MIMO天线，发射天线与接收天线的不同组合形成不同的发波模式，同一个发射天线可用于不同模式的发波过程中，相对于相关技术中，一个天线只能用于一种发波模式，解决了毫米波雷达成本高，性能低的问题，提高了天线的复用率，节省了天线成本。
在一个实施例中，每个该发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在该多个分支天线中，位置相邻的该分支天线沿该横向的中心间距为d。例如，在相邻发射天线沿横向的中间间距为2d的情况下，单个发射天线由2路功率分配器分出2个分支天线，每个分支天线沿横向的中心间距为d，可以保证发射天线紧密排布，每个虚拟天线只有一个主瓣，而且副瓣比较低，有利于提高天线阵列主瓣的方向性。
在一个实施例中，d为该天线工作波长的一半。在d值取为工作波长一半的情况下，各个发射天线或者各个接收天线之间在横向上的中心间距为半波长的整数倍，可以进一步降低旁瓣生成，提高天线波束的方向性。
在一个实施例中，该MIMO天线安装于汽车的车头处，更有利于汽车在行驶的过程中，对来自于汽车行驶方向的物体进行探测，提高了汽车行驶的安全性。
在一个实施例中，图6是根据本发明实施例的天线布阵的示意图二，如图6所示，该天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：该发射天线包括沿横向排布的第一发射天线TX1、第二发射天线TX2和第三发射天线TX3，该接收天线包括沿该横向排布的第一接收天线RX1、第二接收天线RX2、第三接收天线RX3和第四接收天线RX4；TX1与TX2沿该横向的中心间距为2d，TX2与该TX3沿该横向的中心间距为2d；RX1与RX2沿该横向的中心间距为2d，RX2与RX3沿该横向的中心间距为3d，RX3与RX4沿该横向的中心间距为8d。
在一个实施例中，天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，接收天线包括沿横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；第一发射天线与第二发射天线沿横向的中心间距为2d，第二发射天线与第三发射天线沿横向的中心间距为2d；第一接收天线与第二接收天线沿横向的中心间距为10d，第二接收天线与第三接收天线沿横向的中心间距为8d，第三接收天线与第四接收天线沿横向的中心间距为6d。本实施例中的天线布阵可以有效降低旁瓣，提供较高的分辨率。
在一个实施例中，天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，接收天线包括沿横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；第一发射天线与第二发射天线沿横向的中心间距为2d，第二发射天线与第三发射天线沿横向的中心间距为2d，第一接收天线与第二接收天线沿横向的中心间距为8d，第二接收天线与第三接收天线沿横向的中心间距为6d，第三接收天线与第四接收天线沿横向的中心间距为6d。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种天线发波方法，其特征在于，天线发波方法应用于天线布阵上，所述天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个所述发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在所述多个分支天线中，位置相邻的所述分支天线沿所述横向的中心间距为d，所述天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，M和N为大于1的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组所述发波方法包括：i个发射天线同时发射，且所述i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，所述i个发射天线位置相邻，在所述M个发射天线中，相邻的所述发射天线沿所述横向的中心间距为kd，d大于所述天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；
在每一种发波模式中，所述m组发波形成m个所述虚拟发射天线，m个所述虚拟发射天线和N个所述接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在所述虚拟天线的阵列方向图中，至少2种发波模式的主瓣副瓣比大于3dB，其中，所述阵列方向图在所述虚拟发射天线的主瓣角度范围内，所述虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d。
2.根据权利要求1所述的天线发波方法，其特征在于，在所述天线进行发波之前，所述发波方法包括：
对每个所述发射天线设置发射初相，通过改变所述i个发射天线的发射初相，改变与i个发射天线对应的所述虚拟天线的波束指向。
3.根据权利要求1所述的天线发波方法，其特征在于，在所述i个发射天线同时发射之后，所述发波方法包括：
每个所述接收天线独立采集天线数据。
4.根据权利要求1至3任一项所述的天线发波方法，其特征在于，所述天线布阵包括3个发射天线和4个接收天线，所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述天线布阵在发波过程中包括第一模式、第二模式和第三模式，所述发波方法还包括：
在所述天线布阵进行所述第一模式发射的过程中，所述第一发射天线、所述第二发射天线和所述第三发射天线依次发射，所述发射天线与所述接收天线形成12个虚拟天线；
在所述天线布阵进行所述第二模式发射的过程中，所述第一发射天线与所述第二发射天线同时发射，或者所述第二发射天线与所述第三发射天线同时发射，所述发射天线与所述接收天线形成8个虚拟天线；
在所述天线布阵进行所述第三模式发射的过程中，所述第一发射天线、所述第二发射天线和所述第三发射天线同时发射，所述发射天线与所述接收天线形成4个虚拟天线。
5.一种天线布阵，其特征在于，天线布阵为多输入多输出MIMO天线，所述天线布阵包括沿横向排布的M个发射天线和沿横向排布的N个接收天线，每个所述发射天线由功率分配器分成多个分支天线，在所述多个分支天线中，位置相邻的所述分支天线沿所述横向的中心间距为d，在所述M个发射天线中，相邻的所述发射天线沿所述横向的中心间距为kd，其中，M和N为大于1的整数，d大于所述天线工作波长的0.4倍，k为大于或者等于1的整数；所述天线布阵有M种发波模式，第i种发波模式包括m组发波，其中，m为小于或者等于(M-i+1)的整数，i＝1、2、3、……、M，每一组发波包括i个发射天线同时发射，且所述i个发射天线形成一个虚拟发射天线，其中，所述i个发射天线位置相邻；在每一种发波模式中，所述m组发波形成m个所述虚拟发射天线，m个所述虚拟发射天线和N个所述接收天线以多输入多输出MIMO的方式，形成m*N个虚拟天线组成的阵列，在所述虚拟天线的阵列方向图中，主瓣副瓣比大于3dB，其中，所述阵列方向图在所述虚拟发射天线的主瓣角度范围内，所述虚拟天线的阵列孔径a满足a≥m*N*d。
6.根据权利要求5所述的天线布阵，其特征在于，d为所述天线工作波长的一半。
7.根据权利要求5所述的天线布阵，其特征在于，所述MIMO天线安装于汽车的车头处。
8.根据权利要求5所述的天线布阵，其特征在于，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d；所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为3d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为8d。
9.根据权利要求5所述的天线布阵，其特征在于，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d；所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为10d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为8d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为6d。
10.根据权利要求5所述的天线布阵，其特征在于，所述天线布阵为稀疏阵列MIMO天线：所述发射天线包括沿横向排布的第一发射天线、第二发射天线和第三发射天线，所述接收天线包括沿所述横向排布的第一接收天线、第二接收天线、第三接收天线和第四接收天线；所述第一发射天线与所述第二发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第二发射天线与所述第三发射天线沿所述横向的中心间距为2d，所述第一接收天线与所述第二接收天线沿所述横向的中心间距为8d，所述第二接收天线与所述第三接收天线沿所述横向的中心间距为6d，所述第三接收天线与所述第四接收天线沿所述横向的中心间距为6d。
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