CN115932856A - 用于交通工具保险杠面板的雷达天线 - Google Patents

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CN115932856A CN202211014608.0A CN202211014608A CN115932856A CN 115932856 A CN115932856 A CN 115932856A CN 202211014608 A CN202211014608 A CN 202211014608A CN 115932856 A CN115932856 A CN 115932856A
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A·阿马吉克佩
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Abstract

本发明涉及用于交通工具保险杠面板的雷达天线。例如,系统可包括:要附接到交通工具保险杠面板的雷达罩;印刷电路板(PCB)上的天线阵列,该天线阵列处于PCB与雷达罩之间,该天线阵列包括发射(Tx)天线以及接收(Rx)天线,该发射(Tx)天线被配置成用于经由雷达罩和交通工具保险杠面板发射Tx雷达信号,该接收(Rx)天线被配置成用于基于Tx雷达信号来接收Rx雷达信号;以及吸收间隔件,该吸收间隔件位于PCB与雷达罩之间的间隔件区域中,该间隔件区域将Tx天线与Rx天线分开,该吸收间隔件被配置成用于吸收由Tx雷达信号从交通工具保险杠面板的反射形成的经反射的信号。

Description

用于交通工具保险杠面板的雷达天线
技术领域
本文描述的各方面总体上涉及用于交通工具保险杠面板(bumper fascia)的雷达天线。
背景技术
各种类型的设备和系统(例如,自主和/或机器人设备(例如,自主交通工具和机器人))可以被配置成用于使用一种或多种传感器类型的传感器数据来感知和导航其整个环境。
传统上,自主感知在很大程度上依赖于基于光的传感器,诸如图像传感器(例如相机)和/或光检测和测距(Light Detection and Ranging,LIDAR)传感器。此类基于光的传感器在某些状况下(诸如,能见度低的状况,或在某些恶劣的天气状况下(例如,雨、雪、冰雹或其他形式的降水))可能表现不佳,从而限制了其有用性或可靠性。
附图说明
为说明简单和清楚起见,附图中示出的元件不一定是按比例绘制的。例如,为呈现清楚起见,元件中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外,附图标记可在附图之间重复以指示对应或类似的元件。下文列出附图。
图1是根据一些说明性方面的实现雷达的交通工具的示意性框图图示。
图2是根据一些说明性方面的实现雷达的机器人的示意性框图图示。
图3是根据一些说明性方面的雷达装置的示意性框图图示。
图4是根据一些说明性方面的频率调制连续波(Frequency-ModulatedContinuous Wave,FMCW)雷达装置的示意性框图图示。
图5是根据一些说明性方面的可被实现为从数字接收雷达数据值中提取距离和速率(多普勒,Doppler)估计的提取方案的示意图示。
图6是根据一些说明性方面的可被实现为基于由接收天线阵列接收到的传入无线电信号来确定到达角(Angle of Arrival,AoA)信息的角度确定方案的示意图示。
图7是根据一些说明性方面的可以基于发射(Tx)和接收(Rx)天线的组合来实现的多输入多输出(MIMO)雷达天线方案的示意图示。
图8是根据一些说明性方面的包括雷达前端和雷达处理器的雷达设备的元件的示意性框图图示。
图9是根据一些说明性方面的包括在交通工具中实现的多个雷达设备的雷达系统的示意性图示。
图10是用于展示可以根据一些说明性方面得以解决的技术问题的雷达天线的辐射图案的示意性图示。
图11是可根据一些说明性方面得以实现的交通工具保险杠的多个层的示意性侧视图图示。
图12是用于展示可根据一些说明性方面得以解决的技术问题的描绘作为频率和入射角的函数的反射水平的示图的示意性图示。
图13是用于展示可根据一些说明性方面得以解决的技术问题的系统的示意性图示。
图14是根据一些说明性方面的系统的示意性图示。
图15是根据一些说明性方面的、描绘载碳塑料层的电子属性相对于载碳的塑料层的体积电阻率的图的示意性图示。
图16A是包括天线阵列的系统的示意性截面图示,并且图16B是根据一些说明性方面的天线阵列的三维(3D)模型的示意性图示。
图17A是描绘雷达系统的模拟方位角频谱的示图的示意性图示,并且图17B是根据一些说明性方面的描绘雷达系统的模拟仰角频谱的示图的示意性图示。
图18A是描绘雷达系统的模拟方位角频谱的示图的示意性图示,并且图18B是根据一些说明性方面的描绘雷达系统的模拟仰角频谱的示图的示意性图示。
图19是根据一些说明性方面的描绘雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的多个不同距离的经模拟的发射-接收(Tx-Rx)隔离水平相对于频率的示图的示意性图示。
图20是根据一些说明性实施例的描绘经模拟的反射水平相对于频率的示图的示意性图示。
图21是根据一些说明性方面的系统的示意性截面图示。
图22是根据一些说明性方面的系统的示意性截面图示。
图23是根据一些说明性方面的第一系统和第二系统的示意性截面图示。
图24是根据一些说明性方面的系统的示意性截面图示。
图25是根据一些说明性方面的系统的示意性截面图示。
图26是根据一些说明性方面的系统的示意性截面图示。
图27是用于展示可根据一些说明性方面得以实现的机制的折叠式反射器阵列结构的示意图示。
图28是根据一些说明性方面的制造的产品的示意性图示。
具体实施方式
在下列具体实施方式中,阐述了众多特定细节以便提供对某些方面的透彻理解。然而,本领域的普通技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践某些方面。在其他实例中,未详细描述公知的方法、过程、组件、单元和/或电路,以免使讨论模糊。
本文采用诸如例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的(一个或多个)操作和/或(一个或多个)过程,这些操作和/或过程操纵被表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如,电子)量的数据和/或将该数据变换成类似地被表示为计算机的寄存器和/或存储器或可存储执行操作和/或处理的指令的其他信息存储介质内的物理量的其他数据。
本文使用的术语“复数个(plurality)”和“多个(a plurality)”包括例如“多个”或“两个或更多个”。例如,“多个项目”包括两个或更多个项目。
在本申请中使用词“示例性”和“说明性”来意指“充当示例、实例、演示、或说明”。在本申请中被描述为“示例性”或“说明性”的任何方面、实施例、或设计不一定被解释为相对于其它方面、实施例、或设计为优选的或有优势的。
对“一个方面”、“方面”、“说明性方面”、“各方面”等的引用指示:如此描述的(一个或多个)方面和/或多方面可以包括特定特征、结构或特性,但并非每一个方面必定包括该特定的特征、结构或特性。进一步地,短语“在一个方面中”的重复使用并不一定指同一方面,尽管它可以指同一方面。
如此处所使用的,除非另外指定,否则使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象仅指示类似对象的不同实例被提及,而不旨在暗示如此描述的对象必须按照给定的序列,无论是在时间上、在空间上、在等级上或以任何其他方式。
短语“至少一个”和“一个或多个”可被理解为包括大于或等于一的数量,例如,一个、两个、三个、四个、[...]等。关于一组要素的短语“至少一个”在本文中可用于意指来自由要素组成的组的至少一个要素。例如,关于一组要素的短语“……中的至少一个”在本文中可用于意指所列要素中的一个、多个的所列要素中的一个要素、多个个体所列要素、或多个的数个个体所列要素。
如本文中所使用的术语“数据”可被理解为包括采用任何合适的模拟或数字形式的信息,例如,作为文件、文件的部分、文件集合、信号或流、信号或流的部分、信号或流的集合等等来提供的信息。进一步地,术语“数据”还可用于意指对信息的例如以指针的形式的引用。然而,术语“数据”不限于上述示例,并且可采取各种形式和/或可以表示如本领域中理解的任何信息。
术语“处理器”或“控制器”可以理解为包括允许处置任何适当类型的数据和/或信息的任何种类的技术实体。可根据由处理器或控制器执行的一个或多个特定功能来处置数据和/或信息。进一步地,处理器或控制器可以被理解为任何种类的电路,例如任何种类的模拟或数字电路。处理器或控制器因此可以是或可包括模拟电路、数字电路、混合信号电路、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、集成电路、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等、或其任何组合。下文将进一步详细描述的相应功能的任何其他种类的实现方式也可被理解为处理器、控制器或逻辑电路。应理解,本文中详述的任何两个(或更多个)处理器、控制器、或逻辑电路可被实现为具有等效功能的单个实体等等,并且相反地,本文中详述的任何单个处理器、控制器或逻辑电路可被实现为具有等效功能的两个(或更多个)分开的实体等等。
术语“存储器”被理解为数据或信息可以被存储在其中以供取回的计算机可读介质(例如,非暂态计算机可读介质)。对“存储器”的引用可因此被理解为是指易失性或非易失性存储器,包括随机存取存储器(random access memory,RAM)、只读存储器(read-onlymemory,ROM)、闪存、固态存储、磁带、硬盘驱动器、光驱等或其任何组合。在本文中,寄存器、移位寄存器、处理器寄存器、数据缓冲器等等也可由术语存储器包含。术语“软件”可以用来指代任何类型的可执行指令和/或逻辑,包括固件。
可以将“交通工具”理解为包括任何类型的被驱动对象。作为示例,交通工具可以是具有内燃机、电引擎、反应式引擎、电驱动对象、混合驱动对象或其组合的被驾驶对象。交通工具可以是或者可以包括汽车、公共汽车、小型公共汽车、货车、卡车、房车、车辆拖车、摩托车、自行车、三轮车、火车机车、火车车厢、移动机器人、个人运输机、船只、船、潜水器、潜艇、无人机、航空器、火箭等。
“地面交通工具”可被理解为包括被配置成用于(例如,在街道上、在道路上、在轨迹上、在一条或多条轨道上、越野等)横穿地面的任何类型的交通工具。
“自主交通工具”可描述能够在不具有驾驶员输入的情况下实现至少一种导航改变的交通工具。导航改变可描述或包括交通工具的转向、制动、加速/减速或与移动相关的任何其他的操作中的一者或多者的改变。即使在交通工具不是完全自主(例如,在有驾驶员或无驾驶员输入的情况下完全可操作)的情况下,也可以将交通工具描述为自主的。自主交通工具可以包括在某些时间段内可以在驾驶员控制下操作并且在其他时间段内无需驾驶员控制而操作的那些交通工具。附加地或替代地,自主交通工具可包括仅控制交通工具导航的一些方面的交通工具,交通工具导航的一些方面诸如转向(例如,在交通工具车道约束之间维持交通工具路线)或在某些情形下(例如,并非在所有情形下)进行一些转向操作,但可将交通工具导航的其他方面(例如,在某些情形下的制动或刹车)留给驾驶员。附加地或替代地,自主交通工具可以包括:在某些情形下共享对交通工具导航的一个或多个方面(例如,动手操作,诸如响应于驾驶员的输入)的控制的交通工具;和/或在某些情形下控制交通工具导航的一个或多个方面(例如,放手操作,诸如独立于驾驶员的输入)的交通工具。附加地或替代地,自主交通工具可以包括在某些情形下(诸如,在某些环境状况下(例如,空间区域、道路状况等))控制交通工具导航的一个或多个方面的交通工具。在一些方面,自主交通工具可以处置交通工具的制动、速率控制、速度控制、转向和/或其他附加操作中的一些或所有方面。自主交通工具可以包括可以在没有驾驶员的情况下操作的那些交通工具。交通工具的自主性级别可以由交通工具的汽车工程师协会(Society of AutomotiveEngineers,SAE)级别进行描述或确定(例如,由SAE例如在SAE J3016 2018:“道路机动交通工具的驾驶自动化系统相关术语的分类和定义(Taxonomy and definitions for termsrelated to driving automation systems for on road motor vehicles)”中定义)或由其他相关专业组织进行描述或确定。SAE级别可以具有范围从最小级别(例如,0级(说明性地,基本上没有驾驶自动化))到最大级别(例如,5级(说明性地,完全驾驶自动化))的值。
“辅助交通工具”可以描述能够通知交通工具的驾驶员或乘员感测到的数据或从其得出的信息的交通工具。
短语“交通工具操作数据”可被理解为描述与交通工具的操作有关的任何类型的特征。作为示例,“交通工具操作数据”可描述交通工具的状态,诸如,交通工具的轮胎的类型、交通工具的类型、和/或交通工具的制造的时限。更一般地,“交通工具操作数据”可描述或包括静态特征或静态交通工具操作数据(说明性地,不随时间改变的特征或数据)。作为另一示例,附加地或替代地,“交通工具操作数据”可描述或包括在交通工具的操作期间改变的特征,例如,在交通工具的操作期间的环境状况(诸如,天气状况或道路状况)、燃料水平、液位、交通工具的驱动源的操作参数等。更一般地,“交通工具操作数据”可描述或包括变化的特征或变化的交通工具操作数据(说明性地,时变特征或数据)。
一些方面可与各种设备和系统结合使用,各种设备和系统例如,雷达传感器、雷达设备、雷达系统、交通工具、车载系统、自主车载系统、车载通信系统、车载设备、空中平台、水上平台、道路基础设施、运动捕获基础设施、城市监测基础设施、静态基础设施平台、室内平台、移动平台、机器人平台、工业平台、传感器设备、用户装备(User Equipment,UE)、移动设备(Mobile Device,MD),无线站(station,STA)、传感器设备、非车载设备、移动或便携式设备等。
一些方面可与射频(Radio Frequency,RF)系统、雷达系统、车载雷达系统、自主系统、机器人系统、检测系统等结合使用。
一些说明性方面可与具有10千兆赫(Gigahertz,GHz)以上的起始频率的频带(例如,具有10GHz与120GHz之间的起始频率的频带)中的RF频率结合使用。例如,一些说明性方面可与具有30Ghz以上(例如,45GHz以上,例如,60GHz以上)的起始频率的RF频率结合使用。例如,一些说明性方面可与汽车雷达频带(例如,76GHz与81GHz之间的频带)结合使用。然而,其他方面可以利用任何其他合适的频带(例如,140GHz以上的频带、300GHz的频带、亚太赫兹(Terahertz,THz)频带、THz频带、红外(Infra Red,IR)频带和/或任何其他频带)来实现。
如本文中所使用,术语“电路”可指代下列各项、作为下列各项的部分或包括下列各项:专用集成电路(ASIC)、集成电路、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和/或存储器(共享的、专用的、或组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的硬件组件。在一些方面中,电路能以一个或多个软件或固件模块实现,或者与电路相关联的功能可由一个或多个软件或固件模块实现。在一些方面中,电路可包括在硬件中至少部分地可操作的逻辑。
术语“逻辑”可以例如指嵌入在计算装置的电路中的计算逻辑和/或存储在计算装置的存储器中的计算逻辑。例如,该逻辑可由计算装置的处理器访问以执行计算逻辑从而执行计算功能和/或操作。在一个示例中,逻辑可以被嵌入在各种类型的存储器和/或固件(例如,各种芯片和/或处理器的硅块)中。逻辑可以被包括在各种电路中,和/或作为各种电路的一部分实现,各种电路例如,无线电电路、接收机电路、控制电路、发射机电路、收发机电路、处理器电路等。在一个示例中,逻辑可被嵌入在易失性存储器和/或非易失性存储器中,该易失性存储器和/或非易失性存储器包括随机存取存储器、只读存储器、可编程存储器、磁存储器、闪存存储器、持久存储器等。逻辑可由一个或多个处理器使用耦合到该一个或多个处理器的存储器(例如,寄存器、缓冲器、栈等)来执行,例如,如执行逻辑所必需的。
本文中使用的关于信号的术语“传递(communicating)”包括发射信号和/或接收信号。例如,能够传递信号的装置可以包括用于发射信号的发射机和/或用于接收信号的接收机。动词“传递”可以用来指发射动作或接收动作。在一个示例中,短语“传递信号”可以指由发射机发射信号的动作,并且可能不一定包括由接收机接收信号的动作。在另一个示例中,短语“传递信号”可以指由接收机接收信号的动作,并且可能不一定包括由发射机发射信号的动作。
本文使用的术语“天线”可包括一个或多个天线元件、组件、单元、组件和/或阵列的任何合适的配置、结构和/或布置。在一些方面中,天线可以使用单独的发射天线元件和接收天线元件来实现发射功能和接收功能。在一些方面中,天线可以使用共同的和/或集成的发射/接收元件来实现发射功能和接收功能。天线可包括例如相控阵天线、MIMO(多输入多输出)阵列天线、单个元件天线、一组切换波束天线等。在一个示例中,天线可以被实现为单独的元件或集成元件,例如被实现为模块上(on-module)天线、片上(on-chip)天线、或根据任何其他的天线架构。
本文描述了关于RF雷达信号的一些说明性方面。然而,可以关于或结合任何其他雷达信号、无线信号、IR信号、声信号、光信号、无线通信信号、通信方案、网络、标准和/或协议来实现其他方面。例如,可以关于利用光信号和/或声信号的系统(例如,光检测测距(Light Detection Ranging,LiDAR)系统和/或声纳系统)来实现一些说明性方面。
现在参考图1,图1示意性地图示根据一些说明性方面的实现雷达的交通工具100的框图。
在一些说明性方面中,交通工具100可以包括汽车、卡车、摩托车、公共汽车、火车、空中交通工具、水上交通工具、推车、高尔夫球车、电动推车、道路代理、或任何其他交通工具。
在一些说明性方面中,交通工具100可以包括雷达设备101,例如,如下文所述。例如,雷达设备101可以包括雷达检测设备、雷达感测设备、雷达传感器等,例如,如下文所述。
在一些说明性方面,雷达设备101可以被实现为车载系统的一部分,例如,要在交通工具100中实现和/或安装的系统。
在一个示例中,雷达系统101可以被实现为自主交通工具系统、自动驾驶系统、辅助交通工具系统、驾驶员辅助和/或支持系统等的一部分。
例如,雷达设备101可以被安装在交通工具100中以用于检测附近对象,例如以用于自主驾驶。
在一些说明性方面中,雷达设备101可以被配置成用于例如使用RF和模拟链、电容器结构、大型螺旋变压器和/或任何其他电子或电气元件来检测交通工具100附近区域中(例如,在远的附近区域中和/或近的附近区域中)的目标,例如,如下文所述。
在一个示例中,雷达设备101可以被安装到交通工具100上,例如,直接地被放置在交通工具100上,或被附接到交通工具100。
在一些说明性方面中,交通工具100可以包括多个雷达设备101。例如,雷达设备101可由多个雷达单元实现,这些雷达单元可处于例如交通工具100周围的多个位置处。在其他方面中,交通工具100可以包括单个雷达设备101。
在一些说明性方面,交通工具100可包括多个雷达设备101,该多个雷达设备101可被配置成用于覆盖围绕交通工具100的360度的视场。
在其他方面中,交通工具100可包括雷达设备和/或雷达单元的任何其他合适的计数、布置和/或配置,这些雷达设备和/或雷达单元可适于覆盖任何其他视场,例如,小于360度的视场。
在一些说明性方面中,例如,由于雷达能够在几乎所有天气状况下操作的能力,雷达设备101可以被实现为用于驾驶员辅助和/或自主交通工具的传感器套件中的组件。
在一些说明性方面中,雷达设备101可被配置成用于支持自主交通工具的使用,例如,如下文所述。
在一个示例中,雷达设备101可确定与环境中的对象相对应的类别、位置、取向、速度、意图、对环境的感知理解和/或任何其他信息。
在另一示例中,雷达设备101可被配置成确定用于一个或多个操作和/或任务(例如,路径规划和/或任何其他任务)的一个或多个参数和/或信息。
在一些说明性方面中,雷达设备101可以被配置成用于通过测量目标的回波(反射率)并且例如主要是在距离、速度、方位角(azimuth)和/或仰角(elevation)方面对它们进行区分来映射场景,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达设备101可被配置成用于检测和/或感测位于交通工具100附近区域(例如,远的附近区域和/或近的附近区域)中的一个或多个对象,并被配置成用于提供关于这些对象的一个或多个参数、属性和/或信息。
在一些说明性方面中,对象可以包括其他交通工具;行人;交通标志;交通灯;道路、道路要素(例如,人行道与道路交汇处、边缘线);危险(例如,轮胎、盒子、道路表面的裂缝);等等。
在一些说明性方面中,关于对象的一个或多个参数、属性和/或信息可以包括对象距交通工具100的距离、对象相对于交通工具100的角度、对象相对于交通工具100的位置、对象相对于交通工具100的相对速率,等等。
在一些说明性方面中,雷达设备101可以包括多输入多输出(MIMO)雷达设备101,例如,如下文所述。在一个示例中,MIMO雷达设备可被配置成用于利用“空间滤波”处理,例如,波束成形和/或任何其他机制,以用于发射(Tx)信号和/或接收(Rx)信号中的一者或两者。
下文关于被实现为MIMO雷达的雷达设备(例如,雷达设备101)描述一些说明性方面。然而,在其他方面中,雷达设备101可以被实现为利用多个天线元件的任何其他类型的雷达,例如,单输入多输出(Single Input Multiple Output,SIMO)雷达或多输入单输出(Multiple Input Single Output,MISO)雷达。
可以关于被实现为MIMO雷达的雷达设备(例如,雷达设备101)来实现一些说明性方面,例如,如下文所述。然而,在其他方面中,雷达设备101可以被实现为任何其他类型的雷达,例如,电子波束操控雷达、合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)、根据环境和/或自我状态改变其传输的自适应和/或认知雷达、反射阵列雷达等。
在一些说明性方面中,雷达设备101可包括天线布置102、被配置成用于经由天线布置102传递雷达信号的雷达前端103、以及被配置成用于基于雷达信号来生成雷达信息的雷达处理器104,例如,如文下所述。
在一些说明性方面中,雷达处理器104可被配置成用于处理雷达设备101的雷达信息和/或用于控制雷达设备101的一个或多个操作,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达处理器104可以包括电路和/或逻辑,或者可以部分地或完全由电路和/或逻辑实现,该电路和/或逻辑例如,包括电路和/或逻辑的一个或多个处理器、存储器电路和/或逻辑。附加地或替代地,雷达处理器104的一个或多个功能可以由逻辑实现,该逻辑可以由机器和/或一个或多个处理器执行,例如,如下文所述。
在一个示例中,雷达处理器104可包括(例如,耦合到一个或多个处理器的)至少一个存储器,该存储器可以被配置成例如用于至少临时地存储由一个或多个处理器和/或电路处理的信息中的至少一些信息,和/或可被配置成用于存储要由处理器和/或电路利用的逻辑。
在其他方面中,雷达处理器104可由交通工具100的一个或多个附加的或替代的元件实现。
在一些说明性方面中,雷达前端103可包括例如一个或多个(雷达)发射机和一个或多个(雷达)接收机,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,天线布置102可包括用于传递雷达信号的多个天线。例如,天线布置102可以包括采用发射天线阵列形式的多个发射天线和采用接收天线阵列形式的多个接收天线。在另一示例中,天线布置102可以包括既被用作发射天线又被用作接收天线的一个或多个天线。在后一情况下,雷达前端103例如可包括双工器或循环器(例如,用于将所发射的信号与所接收的信号分开的电路)。
在一些说明性方面中,如图1中所示,雷达前端103和天线布置102可例如由雷达处理器104控制,以发射无线电发射信号105。
在一些说明性方面中,如图1中所示,无线电发射信号105可被对象106反射,从而得到回波107。
在一些说明性方面中,雷达设备101可以(例如,经由天线布置102和雷达前端103)接收回波107,并且雷达处理器104可以例如通过计算与对象106例如相对于交通工具100的位置、径向速度(多普勒)、和/或方向有关的信息来生成雷达信息。
在一些说明性方面,雷达处理器104可被配置成用于将雷达信息提供给交通工具100的交通工具控制器108,例如以用于交通工具100的自主驾驶。
在一些说明性方面中,雷达处理器104的功能的至少一部分可以被实现为交通工具控制器108的一部分。在其他的方面中,雷达处理器104的功能可以被实现为雷达设备101和/或交通工具100的任何其他元件的一部分。在其他的方面中,雷达处理器104可以被实现为雷达设备101和/或交通工具100的任何其他元件的分开的部分或一部分。
在一些说明性方面中,交通工具控制器108可以被配置成用于控制交通工具100的一个或多个功能、操作模式、组件、设备、系统和/或元件。
在一些说明性方面中,交通工具控制器108可以被配置成用于控制交通工具100的一个或多个车载系统,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,车载系统可以包括例如交通工具100的转向系统、制动系统、驱动系统和/或任何其他系统。
在一些说明性方面中,交通工具控制器108可以被配置成用于控制雷达设备101,和/或用于处理来自雷达设备101的一个或多个参数、属性和/或信息。
在一些说明性方面中,交通工具控制器108可以被配置成用于例如基于来自雷达设备101和/或交通工具100的一个或多个其他传感器(例如,光检测和测距(LIDAR)传感器、相机传感器等)的雷达信息来例如控制交通工具100的车载系统。
在一个示例中,交通工具控制器108可以例如基于来自雷达设备101的信息(例如,基于由雷达设备101检测到的一个或多个对象)来控制交通工具100的转向系统、制动系统和/或任何其他车载系统。
在其他方面中,交通工具控制器108可以被配置成用于控制交通工具100的任何附加的或替代的功能。
本文关于在交通工具(例如,交通工具100)中实现的雷达设备101描述了一些说明性实施例。在其他方面中,雷达设备(例如,雷达设备101)可被实现为交通系统或网络的任何其他元件的一部分,例如,被实现为道路基础设施的一部分和/或交通网络或系统的任何其他元件。其他方面可以相对于任何其他系统、环境和/或装置来实现,该任何其他系统、环境和/或设备可以在任何其他对象、环境、位置或地方中实现。例如,雷达设备101可以是非车载设备的一部分,该非车载设备可例如在室内位置、室外固定基础设施或任何其他位置中实现。
在一些说明性方面中,雷达设备101可被配置成用于支持安全使用。在一个示例中,雷达设备101可被配置成用于确定操作的性质(例如,人类进入、动物进入、环境运动等)以标识检测到的事件的威胁级别,和/或任何其他附加或替代的操作。
可以关于任何其他附加或替代设备和/或系统(例如,机器人)实现一些说明性方面,例如,如下文所述。
在其他方面中,雷达设备101可被配置成用于支持任何其他用途和/或应用。
现在参考图2,图2示意性地图示出根据一些说明性方面的实现雷达的机器人200的框图。
在一些说明性方面中,机器人200可以包括机器人臂201。机器人200可以例如在工厂中被实现用于处置对象213,该对象213可以是例如应被固定到在正在制造的产品上的零件。机器人臂201可以包括多个可移动构件和支撑件205,多个可移动构件例如,可移动构件202、203、204。(例如,通过相关联的电机的致动)移动机器人臂201的可移动构件202、203和/或204可允许与环境进行物理交互以执行任务,例如,处置对象213。
在一些说明性方面中,机器人臂201可以包括多个关节元件(例如,关节元件207、208、209),这些关节元件可以例如将构件202、203和/或204彼此连接,并与支撑件205连接。例如,关节元件207、208、209可以具有一个或多个关节,这些关节中的每一者可以向相关联的构件提供可旋转的运动(例如,旋转运动)和/或平移运动(例如,位移)和/或提供构件相对于彼此的运动。可由合适的致动器发起构件202、203、204的移动。
在一些说明性方面中,离支撑件205最远的构件(例如,构件204)也可以被称为末端执行器204,并且可以包括一个或多个工具,诸如,用于抓取对象的爪子、焊接工具等。可以利用其他构件(例如,更接近支撑件205的构件202、203)来改变末端执行器204(例如,在三维空间中)的位置。例如,机器人臂201可以被配置成用于与人类手臂类似地起作用,例如,可能在其末端处具有工具。
在一些说明性方面中,机器人200可以包括(机器人)控制器206,该控制器被配置成用于根据控制程序,例如通过控制机器人臂的致动器来实现与环境的交互,例如以便根据要被执行的任务控制机器人臂201。
在一些说明性方面中,致动器可包括适于响应于被驱动而影响机制或过程的组件。致动器可以通过执行机械移动来对由控制器206给出的命令(所谓的激活)进行响应。这意味着致动器(通常是电机(或机电转换器))可以被配置成用于在其被激活(即,被致动)时将电能转化为机械能。
在一些说明性方面中,控制器206可以与机器人200的雷达处理器210进行通信。
在一些说明性方面中,雷达前端211和雷达天线布置212可以被耦合到雷达处理器210。在一个示例中,雷达前端211和/或雷达天线布置212可以例如作为机器人臂201的一部分被包括。
在一些说明性方面中,雷达前端211、雷达天线布置212和雷达处理器210可以作为雷达设备而操作,和/或可以被配置成用于形成雷达设备。例如,天线布置212可以被配置成用于执行天线布置102(图1)的一个或多个功能,雷达前端211可以被配置成用于执行雷达前端103(图1)的一个或多个功能,和/或雷达处理器210可以被配置成用于执行雷达处理器104(图1)的一个或多个功能,例如,如上文所述。
在一些说明性方面中,例如,雷达前端211和天线布置212可以例如由雷达处理器210控制,以发射无线电发射信号214。
在一些说明性方面中,如图2中所示,无线电发射信号214可被对象213反射,从而得到回波215。
在一些说明性方面中,回波215可以(例如,经由天线布置212和雷达前端211)被接收,并且雷达处理器210可以例如通过计算与对象213例如相对于机器人臂201的位置、速率(多普勒)和/或方向有关的信息来生成雷达信息。
在一些说明性方面中,雷达处理器210可以被配置成用于向机器人臂201的机器人控制器206提供雷达信息,例如,以控制机器人臂201。例如,机器人控制器206可以被配置成用于基于雷达信息来控制机器人臂201,例如,以抓取对象213和/或以执行任何其他操作。
参考图3,图3示意性地图示出根据一些说明性方面的雷达装置300。
在一些说明性方面中,雷达装置300可以被实现为设备或系统301的一部分,例如,如下文所述。
例如,雷达装置300可以被实现为上文参考图1和/或图2描述的设备或系统的部分,和/或可以被配置成用于执行所述设备或系统的一个或多个操作和/或功能。在其他方面中,雷达装置300可以被实现为任何其他设备或系统301的部分。
在一些说明性方面中,雷达设备300可以包括天线布置,该天线布置可以包括一个或多个发射天线302和一个或多个接收天线303。在其他方面中,可以实现任何其他天线布置。
在一些说明性方面中,雷达设备300可以包括雷达前端304和雷达处理器309。
在一些说明性方面中,如图3中所示,一个或多个发射天线302可以与雷达前端304的发射机(或发射机布置)305耦合;和/或一个或多个接收天线303可以与雷达前端304的接收机(或接收机布置)306耦合,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,发射机305可以包括一个或多个元件,例如,振荡器、功率放大器和/或被配置成用于生成要由一个或多个发射天线302发射的无线电发射信号的一个或多个其他元件,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,例如,雷达处理器309可以向雷达前端304提供数字雷达发射数据值。例如,雷达前端304可以包括用于将数字雷达发射数据值转换为模拟发射信号的数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)307。发射机305可以将模拟发射信号转换为将由发射天线302发射的无线电发射信号。
在一些说明性方面中,接收机306可以包括一个或多个元件,例如,一个或多个混合器、一个或多个滤波器和/或被配置成用于对经由一个或多个接收天线303接收到的无线电信号进行处理、降频转换(down-convert)的一个或多个其他元件,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,例如,接收机306可以将经由一个或多个接收天线303接收到的无线电接收信号转换成模拟接收信号。雷达前端304可以包括用于基于模拟接收信号来生成数字雷达接收数据值的模数转换器(Analog-to-Digital Conveter,ADC)308。例如,雷达前端304可以向雷达处理器309提供数字雷达接收数据值。
在一些说明性方面中,雷达处理器309可以被配置成用于处理数字雷达接收数据值,例如,以检测(例如,设备/系统301的环境中的)一个或多个对象。该检测可以包括,例如,确定包括一个或多个对象(例如,相对于系统301)的距离、速率(多普勒)、方向、和/或任何其他信息的信息。
在一些说明性方面中,雷达处理器309可以被配置成用于向设备/系统301的系统控制器310提供所确定的雷达信息。例如,系统控制器310可以包括交通工具控制器(例如,如果设备/系统301包括车载设备/系统)、机器人控制器(例如,如果设备/系统301包括机器人设备/系统)或用于任何其他类型的设备/系统301的任何其他类型的控制器。
在一些说明性方面中,系统控制器310可以被配置成用于(例如,通过一个或多个相应的致动器)控制系统301的一个或多个受控系统组件311,例如,电机、制动器、转向器等。
在一些说明性方面中,雷达设备300可以包括例如用于存储由雷达300处理的信息(例如,正在由雷达处理器309处理的数字雷达接收数据值、由雷达处理器309生成的雷达信息、和/或要由雷达处理器309处理的任何其他数据)的存储装置312或存储器313。
在一些说明性方面中,设备/系统301可以包括例如应用处理器314和/或通信处理器315,例如,用于至少部分地实现系统控制器310的一个或多个功能和/或用于执行系统控制器310、雷达设备300、受控系统组件311、和/或设备/系统301的一个或多个附加元件之间的通信。
在一些说明性方面中,雷达设备300可以被配置成用于以可以支持对距离、速率和/或方向的确定的形式来生成和发射无线电发射信号,例如,如下文所述。
例如,雷达的无线电发射信号可以被配置成用于包括多个脉冲。例如,脉冲传输可以包括结合雷达设备监听回波期间的时间的短高功率猝发的传输。
例如,为了更优化地支持(例如,汽车场景中的)高度动态的情况,连续波(continuous wave,CW)可以替代地被用作无线电发射信号。然而,(例如,具有恒定频率的)连续波可以支持速度确定,但是可能(例如,由于缺乏可以允许距离计算的时间标记)不允许距离确定。
在一些说明性方面中,无线电发射信号105(图1)可以根据诸如例如频率调制连续波(Frequency-Modulated continuous wave,FMCW)雷达、相位调制连续波(Phase-Moduated Continuous Wave,PMCW)雷达、正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)雷达之类的技术和/或可以支持对距离、速度和/或方向的确定的任何其他类型的雷达技术来发射,例如,如下文所述。
参考图4,图4示意性地图示出根据一些说明性方面的FMCW雷达装置。
在一些说明性方面中,FMCW雷达设备400可以包括雷达前端401和雷达处理器402。例如,雷达前端304(图3)可以包括雷达前端401的一个或多个元件,和/或可以执行雷达前端401的一个或多个操作和/或功能;和/或雷达处理器309(图3)可以包括雷达处理器402的一个或多个元件,和/或可以执行雷达处理器402的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,FMCW雷达设备400可以被配置成用于根据FMCW雷达技术来传递无线电信号,例如,而不是发送具有恒定频率的无线电发射信号。
在一些说明性方面中,无线电前端401可以被配置成用于例如周期性地例如根据锯齿波形403提升和重置发射信号的频率。在其他方面中,可以使用三角形波形,或任何其他合适的波形。
在一些说明性方面中,例如,雷达处理器402可以被配置成用于例如以数字形式(例如,作为数字值的序列)向前端401提供波形403。
在一些说明性方面中,雷达前端401可以包括用于将波形403转换成模拟形式,并用于将其提供给压控振荡器405的DAC 404。例如,振荡器405可以被配置成用于生成输出信号,该输出信号可以根据波形403进行频率调制。
在一些说明性方面中,振荡器405可以被配置成用于生成包括无线电发射信号的输出信号,该输出信号可以被馈送到一个或多个发射天线406并被这一个或多个发射天线406发出。
在一些说明性方面中,由振荡器405生成的无线电发射信号可以具有啁啾(chirp)序列407的形式,啁啾序列407可以是正弦波与锯齿波形403的调制的结果。
在一个示例中,啁啾407可以与由锯齿波形403的“齿”(例如,从最小频率到最大频率)频率调制的振荡器信号的正弦波相对应。
在一些说明性方面中,FMCW雷达设备400可以包括用于接收无线电接收信号的一个或多个接收天线408。无线电接收信号例如除了基于任何噪声、干扰等之外还可以基于无线电发射信号的回波。
在一些说明性方面中,雷达前端401可以包括用于将无线电发射信号与无线电接收信号混合成混合信号的混合器409。
在一些说明性方面中,雷达前端401可以包括可以被配置成用于过滤来自混合器409的混合信号以提供经过滤的信号的滤波器(例如,低通滤波器(Low Pass Filter,LPF)410)。例如,雷达前端401可以包括用于将经过滤的信号转换为可以被提供给雷达处理器402的数字接收数据值的ADC411。在另一个示例中,滤波器410可以是数字滤波器,并且ADC411可以被布置在混合器409与滤波器410之间。
在一些说明性方面中,雷达处理器402可以被配置成用于处理数字接收数据值以提供例如包括一个或多个对象的距离、速率(速度/多普勒)和/或方向(AoA)信息的雷达信息。
在一些说明性方面中,雷达处理器402可被配置成用于执行第一快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)(也称为“距离FFT”)以提取可用于提取距离信息的延迟响应,和/或第二FFT(也称为“多普勒FFT”)以从数字接收数据值提取可用于提取速度信息的多普勒移位响应。
在其他方面中,可以利用任何其他附加或替代方法来提取距离信息。在一个示例中,在数字雷达的实现方式中,可以例如根据所匹配的滤波器的实现方式使用与所发射的信号的相关性。
参考图5,图5示意性地图示出根据一些说明性方面的可被实现为用于从数字接收雷达数据值中提取距离和速率(多普勒)估计的提取方案。例如,雷达处理器104(图1)、雷达处理器210(图2)、雷达处理器309(图3)和/或雷达处理器402(图4)可被配置成用于根据图5的提取方案的一个或多个方面从数字接收雷达数据值提取距离和/或速率(多普勒)估计。
在一些说明性方面中,如图5中所示,(例如,包括无线电发射信号的回波的)无线电接收信号可以由接收天线阵列501接收。无线电接收信号可由无线电雷达前端502处理以生成数字接收数据值,例如,如上文所述。无线电雷达前端502可以将数字接收数据值提供给雷达处理器503,该雷达处理器503可以对数字接收数据值进行处理以提供雷达信息,例如,如上文所述。
在一些说明性方面中,数字接收数据值可以以数据立方体504的形式表示。例如,数据立方体504可以包括无线电接收信号的数字化样本,该无线电接收信号基于从发射天线发射并由M个接收天线接收到的无线电信号。在一些说明性方面中,例如,关于MIMO实现方式,可以存在多个发射天线,并且样本的数量可以相应地被相乘。
在一些说明性方面中,数据立方体504的层(例如,数据立方体504的水平层)可以包括天线(例如,M个天线中的相应天线)的样本。
在一些说明性方面中,数据立方体504可以包括针对K个啁啾的样本。例如,如图5中所示,啁啾的样本可被布置在所谓的“慢时间”方向上。
在一些说明性方面中,数据立方体504可以包括针对啁啾(例如,每个啁啾)的L个样本(例如,L=512或任何其他数量的样本)。例如,如图5中所示,每个啁啾的样本可被布置在数据立方体504的所谓的“快时间”方向上。
在一些说明性方面中,雷达处理器503可以被配置成用于通过第一FFT处理多个样本,例如,针对每个啁啾和针对每个天线收集到的L个样本。例如,可以针对每个啁啾和每个天线执行第一FFT,使得通过第一FFT处理数据立方体504得到的结果可以再次具有三个维度,并且可以具有数据立方体504的大小,同时包括针对L个距离仓(bin)的值(例如,而不是针对L个采样时间的值)。
在一些说明性方面中,雷达处理器503可以被配置成用于处理由第一FFT处理数据立方体504得到的结果(例如,通过例如针对每个天线和针对每个距离仓根据第二FFT沿啁啾处理该结果)。
例如,第一FFT可以在“快时间”方向上,而第二FFT可以在“慢时间”方向上。
在一些说明性方面中,第二FFT的结果可以提供(例如,当其在天线上进行聚合时)距离/多普勒(R/D)图谱505。R/D图谱可以具有FFT峰值506,例如,该FFT峰值506包括针对某些距离/速率组合(例如,针对距离/多普勒仓)的FFT输出值(用绝对值来表示)的峰值。例如,距离/多普勒仓可以与距离仓和多普勒仓相对应。例如,雷达处理器503可以将峰值视为潜在地与具有例如对应于该峰值的距离仓和速率仓的距离和速度的对象相对应。
在一些说明性方面中,图5的提取方案可以针对FMCW雷达(例如,FMCW雷达400(图4))来实现,如上所述。在其他方面中,图5的提取方案可以针对任何其他雷达类型来实现。在一个示例中,雷达处理器503可以被配置成用于从PMCW雷达、OFDM雷达或任何其他雷达技术的数字接收数据值确定距离/多普勒图谱505。例如,在自适应或认知雷达中,帧中的脉冲、波形和/或调制可以(例如,根据环境)随时间改变。
返回参考图3,在一些说明性方面中,接收天线布置303可以使用具有多个接收天线(或接收天线元件)的接收天线阵列来实现。例如,雷达处理器309可被配置成用于确定所接收的无线电信号(例如,回波107(图1)和/或回波215(图2))的到达角。例如,雷达处理器309可以被配置成用于例如基于所接收的无线电信号的到达角来确定所检测到的对象(例如,相对于设备/系统301)的方向,例如,如下文所述。
参考图6,图6示意性地图示出根据一些说明性方面的可被实现为基于由接收天线阵列600接收到的传入无线电信号来确定到达角(Angle of Arrival,AoA)信息的角度确定方案。
图6描绘了基于在接收天线阵列处接收的信号的角度确定方案。在一些说明性方面中,例如,在虚拟MIMO阵列中,角度确定也可以基于由Tx天线阵列发射的信号。
图6描绘了一维角度确定方案。可以实现其他多维角度确定方案,例如,二维方案或三维方案。
在一些说明性方面中,如图6中所示,接收天线阵列600可以包括M个天线(从左到右编号为1到M)。
如图6中的箭头所示,假定回波来自位于左上方方向上的对象。相应地,回波(例如,传入的无线电信号)的方向可以是朝向右下方。根据该示例,接收天线越靠左边,它就将越早接收传入的无线电信号的某个相位。
例如,可以确定接收天线阵列600的两个天线之间的相位差(表示为
Figure BDA0003812113820000211
),例如,如下:
Figure BDA0003812113820000212
其中λ表示传入的无线电信号的波长,d表示两个天线之间的距离,以及θ表示传入的无线电信号例如相对于阵列的法线方向的到达角。
在一些说明性方面中,雷达处理器309(图3)可被配置成用于利用传入的无线电信号的相位和角度之间的此种关系,例如以便例如通过在天线上执行FFT(例如,第三FFT(“角度FFT”))来确定回波的到达角。
在一些说明性方面中,(例如,以具有多个发射天线的天线阵列的形式的)多个发射天线可用于例如增加空间分辨率,例如,以提供高分辨率雷达信息。例如,MIMO雷达设备可以利用虚拟MIMO雷达天线,该虚拟MIMO雷达天线可以形成为相卷积的多个发射天线与多个接收天线的卷积。
参考图7,图7示意性地图示出根据一些说明性方面的可以基于发射(Tx)和接收(Rx)天线的组合来实现的MIMO雷达天线方案。
在一些说明性方面中,如图7中所示,雷达MIMO布置可以包括发射天线阵列701和接收天线阵列702。例如,一个或多个发射天线302(图3)可以被实现为包括发射天线阵列701,和/或一个或多个接收天线303(图3)可以被实现为包括接收天线阵列702。
在一些说明性方面中,可以利用包括既用于发射无线电发射信号又用于接收无线电发射信号的回波的多个天线的天线阵列来提供多个虚拟信道,如图7中的虚线所图示。例如,虚拟信道可以被形成为例如表示MIMO雷达的虚拟引导向量的、发射天线与接收天线之间的卷积(例如,作为克罗内克(Kronecker)积)。
在一些说明性方面中,发射天线(例如,每个发射天线)可以被配置成用于发出(例如,具有与相应发射天线相关联的相位的)各个无线电发射信号。
例如,N个发射天线和M个接收天线的阵列可以被实现为用于提供大小为N×M的虚拟MIMO阵列。例如,虚拟MIMO阵列可以根据应用于Tx和Rx引导向量的克罗内克积运算而形成。
图8是根据一些说明性方面的雷达设备800的元件的示意性框图图示。例如,雷达设备101(图1)、雷达设备300(图3)和/或雷达设备400(图4)可包括雷达设备800的一个或多个元件和/或可执行雷达设备800的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图8所示,雷达设备800可包括雷达前端804和雷达处理器834。例如,雷达前端103(图1)、雷达前端211(图2)、雷达前端304(图3)、雷达前端401(图4)、和/或雷达前端502(图5)可以包括雷达前端804的一个或多个元件,和/或可以执行雷达前端804的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,雷达前端804可以被实现为利用MIMO雷达天线881的MIMO雷达的一部分,MIMO雷达天线881包括:多个Tx天线814,该多个Tx天线814被配置成用于发射多个Tx RF信号(也被称为“Tx雷达信号”);以及多个Rx天线816,该多个Rx天线816被配置成用于例如基于Tx雷达信号接收多个Rx RF信号(也被称为“Rx雷达信号”),例如,如以下所述。
在一些说明性方面中,MIMO天线阵列881、天线814、和/或天线816可以包括适于发射和/或接收雷达信号的任何类型的天线或可以是适于发射和/或接收雷达信号的任何类型的天线的一部分。例如,MIMO天线阵列881、天线814、和/或天线816可以被实现为一个或多个天线元件、组件、单元、组件和/或阵列的任何合适的配置、结构和/或布置的一部分。例如,MIMO天线阵列881、天线814、和/或天线816可以被实现为相控阵天线、多元件天线、一组切换波束天线等的一部分。在一些方面中,MIMO天线阵列881、天线814、和/或天线816可以被实现为使用分开的发射和接收天线元件来支持发射和接收功能。在一些方面中,MIMO天线阵列881、天线814、和/或天线816可以被实现为使用共同的和/或集成的发射/接收元件来支持发射和接收功能。
在一些说明性方面中,MIMO雷达天线881可以包括矩形MIMO天线阵列,和/或例如形状被设计为适合交通工具设计的弯曲的阵列。在其他方面中,MIMO雷达天线881的任何其他形式、形状和/或布置可以被实现。
在一些说明性方面中,雷达前端804可包括一个或多个无线电,该一个或多个无线电被配置成用于经由Tx天线814生成和发射Tx RF信号;和/或用于处理经由Rx天线816接收到的Rx RF信号,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达前端804可包括至少一个发射机(Tx)883,该至少一个发射机(Tx)883包括被配置成用于经由Tx天线814生成和/或发射Tx雷达信号的电路和/或逻辑。
在一些说明性方面中,雷达前端804可以包括至少一个接收机(Rx)885,该至少一个接收机(Rx)885包括用于例如基于Tx雷达信号来接收和/或处理经由Rx天线816接收到的Rx雷达信号的电路和/或逻辑。
在一些说明性方面中,发射机883和/或接收机885可以包括:电路;逻辑;射频(RF)元件、电路和/或逻辑;基带元件、电路和/或逻辑;调制元件、电路和/或逻辑;解调元件、电路和/或逻辑;放大器;模数转换器和/或数模转换器;滤波器等等。
在一些说明性方面中,发射机883可以包括多个Tx链810,该多个Tx链810被配置成用于(例如,分别地)经由Tx天线814生成和发射Tx RF信号;和/或接收机885可以包括多个Rx链812,该多个Rx链812被配置成用于(例如,分别地)接收和处理经由Rx天线816接收到的Rx RF信号。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以被配置成用于例如基于由MIMO雷达天线881传递的雷达信号来生成雷达信息813,例如,如下文所述。例如,雷达处理器104(图1)、雷达处理器210(图2)、雷达处理器309(图3)、雷达处理器402(图4)、和/或雷达处理器503(图5)可以包括雷达处理器834的一个或多个元件,和/或可以执行雷达处理器834的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以被配置成用于例如基于从多个Rx链812接收到的雷达Rx数据811来生成雷达信息813。例如,雷达Rx数据811可以基于经由Rx天线816接收到的雷达Rx信号。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可包括输入端832,该输入端832用于从多个Rx链812接收例如包括雷达Rx数据811的雷达输入数据。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以包括电路和/或逻辑,或者可以部分地或完全由电路和/或逻辑实现,该电路和/或逻辑例如,包括电路和/或逻辑的一个或多个处理器、存储器电路和/或逻辑。附加地或替代地,雷达处理器834的一个或多个功能可以由逻辑实现,该逻辑可以由机器和/或一个或多个处理器执行,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以包括至少一个处理器836,该至少一个处理器836可以被配置成用于例如处理雷达Rx数据811,和/或用于执行一个或多个操作、方法、和/或算法。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以包括例如耦合到处理器836的至少一个存储器838。例如,存储器838可以被配置成用于存储由雷达处理器834处理的数据。例如,存储器838可以(例如,至少暂时地)存储由处理器836处理的信息中的至少一些信息,和/或将由处理器836利用的逻辑。
在一些说明性方面中,存储器838可以被配置成用于存储雷达数据的至少部分(例如,雷达Rx数据的一些或雷达Rx数据的全部)例如以供处理器836处理,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,存储器838可以被配置成用于存储可以由处理器836例如在生成雷达信息813的过程期间生成的经处理的数据,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,存储器838可以被配置成用于存储距离信息和/或多普勒信息,该距离信息和/或多普勒信息可由处理器836例如基于雷达Rx数据生成,例如,如下文所述。在一个示例中,距离信息和/或多普勒信息可以基于互相关(Cross-Correlation,XCORR)操作来确定,该互相关(XCORR)操作可以应用于雷达Rx数据。可以利用任何其他附加的或替代的操作、算法和/或过程来生成距离信息和/或多普勒信息。
在一些说明性方面中,存储器838可以被配置成用于存储AoA信息,该AoA信息可由处理器836例如基于雷达Rx数据、距离信息和/或多普勒信息生成,例如,如下文所述。在一个示例中,AoA信息可以基于AoA估计算法来确定。可以利用任何其他附加的或替代的操作、算法和/或过程来生成AoA信息。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以被配置成用于生成包括距离信息、多普勒信息和/或AoA信息中的一者或多者的雷达信息813,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达信息813可以包括点云1(PC1)信息,例如,包括原始点云估计(例如,距离、径向速度、方位角和/或仰角)。
在一些说明性方面中,雷达信息813可以包括点云2(PC2)信息,该点云2(PC2)信息可以例如基于PC1信息来生成。例如,PC2信息可以包括聚类信息、跟踪信息(例如,概率跟踪和/或密度函数)、边界框信息、分类信息、取向信息等。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可被配置成用于以四维(4D)图像信息(例如,立方体)的形式生成可以表示与一个或多个检测到的目标相对应的4D信息的雷达信息813。
在一些说明性方面中,4D图像信息可以包括例如(例如,基于距离信息的)距离值、(例如,基于多普勒信息的)速度值、(例如,基于方位角AoA信息的)方位角值、(例如,基于仰角AoA信息的)仰角值、和/或任何其他值。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以被配置成用于以任何其他形式生成雷达信息813,和/或包括任何其他附加或替代信息。
在一些说明性方面中,雷达处理器834可以被配置成用于将经由MIMO雷达天线881传递的信号处理为由多个Rx天线816和多个Tx天线814的卷积形成的虚拟MIMO阵列的信号。
在一些说明性方面中,雷达前端804和/或雷达处理器834可以被配置成用于利用MIMO技术,例如以支持减小的物理阵列孔径(例如,阵列大小)和/或利用减少数量的天线元件。例如,雷达前端804和/或雷达处理器834可被配置成用于经由包括多个N个元件(例如,Tx天线814)的一个或多个Tx阵列824发射正交信号,以及经由包括多个M个元件(例如,Rx天线816)的一个或多个Rx阵列826处理接收到的信号。
在一些说明性方面中,利用从具有N个元件的Tx阵列824发射正交信号和在具有M个元件的Rx阵列826中处理接收到的信号的MIMO技术可以(例如,在远场近似下)等同于雷达利用从一个天线的发射以及利用N×M个天线进行的接收。例如,雷达前端804和/或雷达处理器834可以被配置成用于利用MIMO天线阵列881作为具有N*M的等效阵列大小的虚拟阵列,该虚拟阵列可以将虚拟元件的位置例如定义为物理元件(例如,天线814和/或816)的位置的卷积。
在一些说明性方面,雷达系统可包括多个雷达设备800。例如,交通工具100(图1)可包括多个雷达设备800,例如,如下文所述。
参考图9,图9示意性地图示出根据一些说明性方面的包括在交通工具900中实现的多个雷达设备910的雷达系统901。
在一些说明性方面中,如图9所示,多个雷达设备910可位于例如交通工具900周围的多个位置处,例如以在交通工具900周围的大视场处提供雷达感测,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图9所示,多个雷达设备910可包括例如六个雷达设备910,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,多个雷达设备910可例如位于交通工具900周围的多个位置处,这些雷达设备可被配置成用于支持360度雷达感测,例如,围绕交通工具900的360度视场,例如,如下文所述。
在一个示例中,360度雷达感测可允许提供交通工具900周围基本上所有环境的基于雷达的视图,例如,如下文所述。
在其他方面中,多个雷达设备910可包括任何其他数量的雷达设备910,例如,少于六个雷达设备或多于六个雷达设备。
在其他方面中,多个雷达设备910可被定位在任何其他位置处和/或根据任何其他布置来定位,这些雷达设备可以支持围绕交通工具900的任何其他视场的雷达感测,例如360度雷达感测或任何其他视场的雷达感测。
在一些说明性方面中,如图9所示,交通工具900可包括位于交通工具900的前侧处的第一雷达设备902,例如,前部雷达设备。
在一些说明性方面中,如图9所示,交通工具900可包括位于交通工具900的后侧处的第二雷达设备904,例如,后部雷达设备。
在一些说明性方面中,如图9所示,交通工具900可包括在交通工具900的一个或多个相应拐角处的一个或多个雷达设备。例如,交通工具900可包括位于交通工具900的第一拐角处的第一拐角雷达设备912、位于交通工具900的第二拐角处的第二拐角雷达设备914、位于交通工具900的第三拐角处的第三拐角雷达设备916和/或位于交通工具900的第四拐角处的第四拐角雷达设备918。
在一些说明性方面中,交通工具900可包括图9中所示的多个雷达设备910中的一个雷达设备、一些雷达设备或全部雷达设备。例如,交通工具900可包括前部雷达设备902和/或后部雷达设备904。
在其他方面中,交通工具900可包括例如交通工具900周围的任何其他附加的或替代的位置处的任何其他附加的或替代的雷达设备。在一个示例中,交通工具900可包括例如在交通工具900的侧面上的侧部雷达。
在一些说明性方面中,如图9所示,交通工具900可包括雷达系统控制器950,该雷达系统控制器950被配置成用于控制一个或多个雷达设备910(例如,雷达设备910的一些或全部)。
在一些说明性方面中,雷达系统控制器950的功能的至少部分可以由专用控制器(例如,专用系统控制器或中央控制器)实现,该专用控制器可与雷达设备910分开,并且可被配置成用于控制雷达设备910的一些或全部。
在一些说明性方面中,雷达系统控制器950的功能的至少部分可被实现为至少一个雷达设备910的一部分。
在一些说明性方面中,雷达系统控制器950的功能的至少部分可由至少一个雷达设备910的雷达处理器实现。例如,雷达处理器834(图8)可以包括雷达系统控制器950的一个或多个元件,和/或可以执行雷达系统控制器950的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,雷达系统控制器950的功能的至少一部分可由交通工具900的系统控制器实现。例如,交通工具控制器108(图1)可以包括雷达系统控制器950的一个或多个元件,和/或可以执行雷达系统控制器950的一个或多个操作和/或功能。
在其他方面中,系统控制器950的一个或多个功能可被实现为交通工具900的任何其他元件的一部分。
在一些说明性方面中,如图9所示,多个雷达设备910中的雷达设备910(例如,每个雷达设备910)可包括基带处理器930(也被称为“基带处理单元(Baseband ProcessingUnit,BPU)”),基带处理器930可被配置成用于控制由雷达设备910进行的雷达信号的传递,和/或用于处理由雷达设备910传递的雷达信号。例如,基带处理器930可包括雷达处理器834(图8)的一个或多个元件,和/或可执行雷达处理器834(图8)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,基带处理器930可包括被配置成用于对由雷达设备910传递的雷达信号进行数字处理的一个或多个组件和/或元件,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,基带处理器930可包括一个或多个FFT引擎、矩阵乘法引擎、DSP处理器和/或任何其他附加或替代的基带,例如数字,处理组件。
在一些说明性方面中,如图9所示,雷达设备910可包括存储器932,存储器932可被配置成用于存储由基带处理器910处理的和/或要由基带处理器910处理的数据。例如,存储器932可包括存储器838(图8)的一个或多个元件,和/或可以执行存储器838(图8)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,存储器932可包括内部存储器,和/或到一个或多个外部存储器(例如,外部双数据速率(DDR)存储器和/或任何其他类型的存储器)的接口。
在一些说明性方面中,如图9所示,雷达设备910可包括例如一个或多个RF集成芯片(RFIC)920的形式的一个或多个RF单元,该一个或多个RF单元可被配置成用于传递雷达信号,例如,如下文所述。
例如,RFIC 920可以包括前端804(图8)的一个或多个元件,和/或可执行前端804(图8)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,多个RFIC 920可以可操作以形成包括一个或多个Tx天线阵列和一个或多个Rx天线阵列的雷达天线阵列。
例如,多个RFIC920可以可操作以形成MIMO雷达天线881(图8),MIMO雷达天线881包括Tx阵列824(图8),和/或Rx阵列826(图8)。
在一些说明性方面中,例如,当实现包括多个雷达设备(例如,多个雷达设备910)的雷达系统(例如,交通工具中的雷达系统)时可能需要解决一个或多个技术问题,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,交通工具900可配备有多个传感器以例如基于传感器融合来支持一种或多种能力。在一个示例中,多个传感器的传感器融合可以支持高级驾驶员辅助系统(advance driver assistance system,ADAS)能力、完全自主驾驶能力、辅助交通工具能力和/或任何其他能力。例如,雷达系统901可以与一个或多个其他类型的传感器(例如,LIDAR传感器、相机传感器和/或任何其他传感器)一起在交通工具900中实现。在其他方面中,交通工具可仅利用一些其他传感器或甚至不用其他传感器来实现雷达系统901。
在一些说明性方面中,雷达系统901可在交通工具900中实现,以提供技术解决方案来改善ADAS或任何其他自主和/或辅助交通工具系统的可靠性。
在一些说明性方面中,ADAS或任何其他自主和/或辅助交通工具系统的可靠性可例如通过例如由其自身将雷达系统901配置成支持ADAS和/或其他自主和/或辅助交通工具能力而被改善。
在一个示例中,例如,由于例如相对于LIDAR传感器和/或相机传感器而言,雷达在各种天气状况下可以不受影响,因此对于ADAS和/或其他自主和/或辅助交通工具能力,雷达系统901可能是必不可少的传感器。
在一些说明性方面中,一个或多个雷达设备910的元件可以以隐藏的方式被安装,例如出于美学原因,被安装例如在交通工具900的交通工具保险杠面板后面。
在一些说明性方面中,可能需要提供一种技术解决方案,该技术解决方案可以支持例如以可能不需要使用交通工具保险杠面板中的切口窗(cut-out window)的方式例如在交通工具保险杠面板后面安装一个或多个雷达设备910的天线,例如,如下文所述。
在一个示例中,可能需要解决雷达天线(例如雷达天线881(图8))与不具有切口窗的交通工具保险杠面板之间的相互作用的技术问题,例如以提供用于避免或减少雷达天线的辐射图案的图案畸变(例如灾难性的图案畸变)的技术解决方案,例如,如下文所述。
参考图10,图10示意性地图示出用于展示可以根据一些说明性方面得以解决的技术问题的雷达天线的辐射图案。
如图10所示,第一辐射图案1010可以展示雷达天线在自由空间中(例如,不与交通工具保险杠面板相互作用的情况下)的辐射图案。
如图10所示,第二辐射图案1020可以展示例如作为雷达天线与没有切口窗的交通工具保险杠面板之间相互作用的结果的畸变的辐射图案。
在一些说明性方面中,畸变的辐射图案1020可能是由交通工具保险杠面板的一个或多个材料层引起的辐射图案1010的畸变的结果。例如,交通工具保险杠面板可能引起来自雷达天线的雷达信号的反射,例如,如下文所述。
在一个示例中,灾难性的辐射图案畸变(例如,畸变的辐射图案1020(图10))可能导致一个或多个角度处的目标扫描盲区。例如,这些“盲(blind)”角度可能难以预测,例如因为这些角度可能取决于每个保险杠面板层的电气属性,而这些电气属性可能并不总是已知的。
参考图11,图11示意性地图示出可以根据一些说明性方面得以实现的交通工具保险杠面板1100的多个层的侧视图。
在一些说明性方面中,如图11所示,交通工具保险杠面板1100可包括保险杠面板层1110。
在一些说明性方面中,如图11所示,保险杠面板层1110可涂覆有底漆层1120、底涂层1130和/或清洁涂层1140。
在其他方面,交通工具保险杠面板1100可包括任何其他附加的和/或替代的层。
在一些说明性方面中,多个层可以具有一个或多个不同的属性,例如,介电常数(表示为εr)、损耗正切(表示为tanδ)和/或厚度(表示为Thickness(厚度)),例如,如下:
Figure BDA0003812113820000311
Figure BDA0003812113820000321
表1
在其他方面中,多个层可以具有任何其他属性,和/或可包括任何其他附加的和/或替代的层。
例如,交通工具保险杠面板1100的多个层中的某一层可以反射来自例如放置在交通工具保险杠面板1100后面的雷达天线的雷达信号。例如,可被配置成用于向交通工具的外表面提供有吸引力的、时髦的金属外观的底涂层1120可包括金属颜料,该金属颜料可导致高介电常数,例如,(εr>40),尽管底涂层1120可是相对较薄的,例如,(厚度<20μm)。
例如,底涂层1120可能例如由于底涂层1120的高介电常数而是雷达信号的角度依存反射和/或频率失谐的主要来源,例如,如下文所述。
参考图12,图12示意性地图示出用于展示可以根据一些说明性方面得以解决的技术问题的描绘作为频率和入射角的函数的模拟反射水平的示图1200。
在一个示例中,示图1200展示了对雷达天线例如在与交通工具保险杠面板(例如,交通工具保险杠面板1100(图11))相互作用时的雷达信号的反射的平面波分析。
如图12所示,(例如处于与雷达频带相对应的频带中的)雷达信号的反射水平可能相对较高。这些显著的反射可能使Tx和/或Rx天线辐射图案显著地畸变,例如导致畸变的辐射图案1020(图10)。
返回参考图9,在一些说明性方面中,可能需要提供可允许例如在例如不使用例如切口窗的交通工具保险杠面板后面安装一个或多个雷达设备910,同时避免或减轻Tx天线阵列与Rx天线阵列之间的隔离的降级的技术解决方案,例如,如下文所述。
在一个示例中,雷达天线(例如雷达天线881(图8))与没有切口窗的交通工具保险杠面板之间的相互作用可能导致雷达天线的Tx天线阵列与Rx天线阵列之间(例如Tx阵列824(图8)和Rx阵列826(图8)之间)的隔离的降级。
在一些说明性方面中,可能需要提供用于例如在实现包括许多天线元件的高分辨率MIMO雷达天线(例如,MIMO雷达天线881(图8))时,在Tx天线元件与Rx天线元件之间维持合适的隔离水平(例如,超过60dB的隔离水平或任何其他隔离水平)的技术解决方案。在一个示例中,可以实现至少60dB的相对较高的隔离水平,例如以实现远距离目标检测,例如,目标检测距离大于150m。
在另一个示例中,雷达天线(例如雷达天线881(图8))与没有切口窗的交通工具保险杠面板之间的相互作用可能导致雷达天线的Tx天线阵列与Rx天线阵列之间(例如Tx阵列824(图8)和Rx阵列826(图8)之间)的干扰信号,例如直接的和/或经反射的干扰信号。
在一些说明性方面中,直接的和/或经反射的干扰信号可以使雷达天线的Tx天线阵列与Rx天线阵列之间的隔离降级,例如,如下文所述。
在一个示例中,Tx天线与Rx天线之间的间隔距离可以被限制,例如,被雷达板的总xy维度限制。因此,在许多实现方式中,使用Tx天线与Rx天线之间的较大间隔可能不是高效的或不可能减轻干扰。
参考图13,图13示意性地图示出用于展示可以根据一些说明性方面得以解决的技术问题的系统1300。
如图13所示,系统1300可包括交通工具保险杠面板1310以及例如包括Tx天线1332和Rx天线1334雷达天线1330。
在一些说明性方面中,如图13所示,保险杠面板1310可被涂覆有一个或多个层,例如,底漆层、底涂层、清洁涂层和/或任何其他附加的或替代涂层。
在其他方面中,保险杠面板1310可被配置成用于充当雷达罩,例如,雷达罩1320的至少一部分可以从系统1300中省略。
如图13所示,直接干扰(“直接自干扰”)信号1315可包括从Tx天线1332发射并由雷达天线1330的Rx天线1334直接接收而例如没有被交通工具保险杠面板1310反射的信号。
如图13所示,经反射的干扰(“经反射的自干扰”)信号1317可包括从Tx天线1332发射并由交通工具保险杠面板1310朝向雷达天线1330的Rx天线1334反射的信号。
例如,经反射的干扰信号1317可由雷达系统1300的任何结构引起,任何结构包括雷达罩1320、保险杠面板1310、底漆层、底涂层、清洁涂层。例如,经反射的干扰信号1317可以从涉及雷达系统1300的一个或多个结构的单个或多个反射到达Rx天线1334。
关于图13所描述的各个实施例中的一些或全部实施例可适用于下文例如关于图14、图16A、图16B、图21、图22、图23、图24、图25、图26和/或图27描述的其他系统。
在一些说明性方面中,直接干扰信号1315和/或经反射的干扰信号1317可能限制雷达天线1330的隔离性能。
用于避免经反射的干扰信号1317的一个可能的解决方案可包括将雷达设备的天线安装在保险杠面板格栅或交通工具标志结构后面。然而,在一些用例、情景和/或实现方式中,此种解决方案可能是不足的。
例如,将雷达设备放置在保险杠面板格栅或交通工具标志结构后面可能适于使用单个雷达的雷达系统,该单个雷达可能支持有限的功能,例如自适应巡航控制(ACC)功能,等等。然而,该方法可能不适用于放置若干个雷达设备(例如,雷达设备902、912和/或914(图9)),这若干个雷达设备可以被实现以例如支持更宽泛范围的功能,例如,部分或完全自主驾驶功能。例如,将雷达设备放置在保险杠面板格栅或交通工具标志结构后面的方法可能不支持可能需要多于单个的雷达设备的附加的ADAS能力。例如,此种方法可能不足以支持实现诸如变道辅助、盲区监测、后方交叉路口交通警报等等之类的能力。
例如,将雷达设备放置在保险杠面板格栅或交通工具标志结构后面的方法可能不足以支持使用若干个雷达设备的解决方案,这些雷达设备可以在空间上位于交通工具周围,例如以增加完全自主驾驶能力的可靠性,和/或以通过传感器融合技术例如与LIDAR传感器和/或相机传感器一起提供各种ADAS功能。
用于避免经反射的干扰信号1317的另一可能的解决方案可包括将雷达设备的天线安装在一个或多个切口窗中,这些切口窗可以在交通工具保险杠面板中形成。然而,在一些用例、情景和/或实现方式中,该解决方案可具有一个或多个缺点、低效性和/或技术问题。
例如,切口窗可能不是有美感的。在一个示例中,高分辨率MIMO雷达可能具有大于10×15cm2的尺寸,例如,与简单的雷达(例如ACC雷达)相比,该尺寸可能是相对较大的。根据该示例,例如,当若干个雷达设备被放置在交通工具周围的若干个切口窗中时,实现切口窗可能导致交通工具看起来像在保险杠面板的完工面上具有多个大“补丁”。在一个示例中,例如,对于高端交通工具甚至常规汽车,此种交通工具“外观”(例如,包括大“补丁”)可能不会被交通工具制造商所欣赏,因为它可能对汽车的美学方面具有很大影响。
在一些说明性方面中,交通工具900可包括面板天线(fascia-antenna)结构,该结构包括交通工具保险杠面板、附接到交通工具保险杠面板的雷达罩和可被雷达罩覆盖的(例如雷达设备910的)天线阵列,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,面板天线结构可被配置成用于减少和/或减轻天线阵列的直接干扰信号和/或经反射的干扰信号,例如,直接干扰信号1315和/或经反射的干扰信号1317,例如,如下文所述。
参考图14,图14示意性地图示出根据一些说明性方面的系统1400。
在一些说明性方面中,如图14所示,系统1400可包括保险杠面板1410,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图14所示,系统1400可包括可附接到交通工具保险杠面板1410的雷达罩1420,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,保险杠面板1410可被涂覆有一个或多个层,例如,底漆层、底涂层、清洁涂层和/或任何其他附加的或替代涂层。
在一些说明性方面中,如图14所示,系统1400可包括可以例如在印刷电路板(PCB)1435上实现的天线阵列1430,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图14中所示,天线阵列1430可以在PCB 1435与雷达罩1420之间,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图14所示,天线阵列1430可包括被配置成用于经由雷达罩1420和交通工具保险杠面板1410发射Tx雷达信号的Tx天线1432,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图14所示,天线阵列1430可包括被配置成用于基于Tx雷达信号来接收Rx雷达信号的Rx天线1434,例如,如下文所述。
在一个示例中,雷达罩1420可被配置成用于密封天线阵列1430,和/或用于保护天线阵列1430免受环境影响,例如免受水、湿度和/或污垢的影响。例如,除了由交通工具保险杠面板1410提供的保护之外,雷达罩1420可以向天线阵列1430提供保护,该雷达罩1420可以充当“盖子”,并且/或者可以保护天线阵列1430。
在一些说明性方面中,雷达罩1420可以在雷达天线1430上方、可以覆盖雷达天线1430、可以延伸到雷达天线1430的侧部、可以延伸到在其上实现雷达天线1430的PCB 1435或者可以延伸超过PCB 1435和延伸到PCB1435的下方。在其他方面中,雷达罩1420可被配置成用于在雷达天线1430、PCB 1435和/或一个或多个其他元件的上方、覆盖和/或密封雷达天线1430、PCB 1435和/或一个或多个其他元件。
关于图14所描述的各个实施例中的一些或全部实施例可适用于下文例如关于图16A、图16B、图21、图22、图23、图24、图25、图26和/或图27描述的其他系统。
在一些说明性方面中,如图14所示,系统1400可包括在PCB1435与雷达罩1420之间的间隔件区域中的吸收间隔件(absorbing spacer)1436,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,如图14中所示,间隔件区域可以将Tx天线1432与Rx天线1434分开,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,间隔件区域可以围绕Tx天线1332,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,间隔件区域可以围绕Rx天线1334,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可被配置成用于吸收经反射的信号,经反射的信号可包括来自交通工具保险杠面板1410的Tx雷达信号的反射,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可被配置成用于吸收直接信号,例如,从Tx天线1432直接朝向Rx天线1334传播的Tx雷达信号,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可包括载碳塑料,例如,如下文所述。
在其他方面中,吸收间隔件1436可包括或可以由任何其他附加的或替代的材料形成。
在一些说明性方面中,载碳塑料的体积电阻率可以在5欧姆-厘米(Ohm*cm)与10欧姆*厘米之间,例如,如下文所述。
在其他方面中,吸收间隔件1436可以具有任何其他体积电阻率。
在一些说明性方面中,在雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间可以存在非常小的间隙,或者甚至基本上没有间隙,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面的至少一部分可与交通工具保险杠面板1410的表面直接地接触,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,在雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间可以存在非常小的间隙,或者甚至基本上没有间隙,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于50毫米(mm),例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于30mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于20mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于10mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于5mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于3mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于2mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以小于1mm,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离1412可以是0.1mm或者更小,例如,如下文所述。
在其他方面中,在雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间可以实现任何其他距离1412。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的至少一部分可以直接与交通工具保险杠面板1410的表面例如没有任何间隙地对接。
在一些说明性方面中,雷达罩1420的至少一部分可被定位成尽可能靠近交通工具保险杠面板1410的表面(例如直接接触交通工具保险杠面板1410的表面或者与交通工具保险杠面板1410的表面有小间隙),例如,以提供用于减少雷达罩1420和交通工具保险杠面板1410(交通工具保险杠面板1410可能产生经反射的自干扰信号)之间的对接层的数量的技术解决方案,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,系统1400可以提供技术解决方案,该技术解决方案可以提供一种或多种美学益处,例如避免使用切口窗,同时减轻灾难性的辐射图案畸变和/或Tx-Rx隔离降级,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,系统1400可提供可以使雷达罩1420尽可能地靠近交通工具保险杠面板1410的技术解决方案。
在一些说明性方面中,系统1400可以提供可使用吸收间隔件1436来减轻直接干扰信号1315(图13)和/或经反射的干扰信号1317(图13)的技术解决方案。
在一些说明性方面中,例如在一些实现中,在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间可以不存在间隙。
在一些说明性方面中,在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间具有零或最小间隙的实现方式可以提供用于对例如经反射的自干扰进行定位,使得经定位的反射波可以被吸收间隔件1436吸收的技术解决方案。
例如,可以直观地假设:雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间的较大距离可以减小由交通工具保险杠面板1410引起的反射水平。然而,例如,随着雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间的距离增加,雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间的较大距离可能导致来自Tx天线1432的辐射波在角度上分散得更多并且影响更多数量的相邻Rx天线元件1434。例如,考虑到由于多个Tx元件天线1432与保险杠面板1410的保险杠面板层之间的相互作用而引起的反射,复杂的相长干扰和/或相消干扰可能影响Rx天线元件1434。这些干扰可能导致严重的图案畸变和/或Tx-Rx隔离水平降级,例如,如上文所述。
在一些说明性方面中,雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间的零间隙或最小间隙可以提供用于将经反射的自干扰定位在相对狭窄的角度的技术解决方案。例如,雷达罩1420和交通工具保险杠面板1410的表面之间的较小间隙可能导致经反射的自干扰的较窄角度。
在一些说明性方面中,雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410的表面之间的零间隙或最小间隙可以提供用于减轻或甚至防止辐射图案畸变和/或Tx-Rx隔离水平降级的技术解决方案。
在一些说明性方面中,在交通工具保险杠面板1410中没有切口窗的情况下实现系统1400可能导致一些性能损耗。例如,在一种方式下可能存在(例如,在1-2dB之间的)最小的损耗,这可能是由于使用非切口式保险杠面板1410,和/或由于经反射波的失配损耗。
在一些说明性方面中,例如由于反射波的失配损耗而引起的一些性能损耗可例如通过在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间的阻抗匹配“间隙”层来减少,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,系统1400可包括集成的雷达罩-间隔件(radome-spacer)结构,该结构可由塑料层形成,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,集成的雷达罩-间隔件结构可包括雷达罩1420和吸收间隔件1436,例如,如下文所述。
例如,雷达罩1420和吸收间隔件1436可以由塑料层一体地形成,例如,如下文所述。
在其他方面中,雷达罩1420和吸收间隔件1436可由不同的材料形成和/或被实现为两个分开的元件、单元、层和/或结构。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可以由塑料材料形成。例如,吸收间隔件1436可由可载有碳颜料的塑料材料形成。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可被配置成用于支持雷达罩1420,并且用于抑制来自Tx天线1432的朝向Rx天线1434的直接的和/或经反射的自干扰信号。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可以机械地支持雷达罩,和/或可以吸收被保险杠面板1410反射的所定位的反射波。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可以例如通过将碳材料添加到雷达罩1420的塑料雷达罩材料中来实现。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436和雷达罩1420可被组合为例如集成的雷达罩-间隔件结构的形式的单个的主体。例如,碳材料可以被混合在吸收间隔件结构1436的部分中,例如,而雷达罩1420的部分可以基本上不包括碳材料。
在一些说明性方面中,载碳间隔件1436的体积电阻率可以在例如5与10Ωcm之间的范围内,以例如在77-GHz雷达波段下提供合理的吸收性能。
在其他方面中,吸收间隔件1436可以由任何其他材料形成,和/或可以具有任何其他体积电阻率。
参考图15,图15示意性地图示出根据一些说明性方面的、描绘载碳间隔件的电子属性相对于载碳间隔件的体积电阻率的示图1500。例如,吸收间隔件1436(图14)可以根据图15的电子属性来配置。
在一个示例中,图15中描绘的载碳间隔件的电子属性可以在78.5GHz的频率下例如关于1mm厚的载碳间隔件来测量。
例如,如图15所示,曲线1502描绘了功率的吸收相对于体积电阻率,曲线1504描绘了功率的发射相对于体积电阻率,并且曲线1506描绘了功率的反射相对于体积电阻率。
在一些说明性方面中,如图15所示,例如,当载碳间隔件的体积电阻率为例如10Ohm*cm时,载碳间隔件可以具有对表面波的改善的吸收(例如,约75%的吸收)、降低的反射率(例如,约10%的反射率)、以及表面波的降低的发射功率(例如,约15%),同时维持载碳间隔件的刚性结构。
参考图16A,图16A示意性地图示出包括天线阵列1630的系统1600的截面图,并且参考图16B,图16B示意性地图示出根据一些说明性方面的天线阵列1630的3D模型。例如,系统1400(图14)可以包括雷达天线1600(图16)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1600(图16)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,系统1600可被用于例如一个或多个模拟以例如展示系统1400(图14)的概念证明。
在一些说明性方面中,如图16A所示,系统1600可包括天线阵列1630(例如,包括Tx天线1432(图14)和Rx天线1434(图14))、吸收间隔件1636(例如,吸收间隔件1436(图14))、雷达罩1620(例如,雷达罩1420(图14))以及交通工具保险杠面板1610(例如,交通工具保险杠面板1410(图14))。
在一些说明性方面中,如图16A所示,在雷达罩1620的表面与交通工具保险杠面板1610的表面之间可以存在距离1612。
在一些说明性方面中,如图16B所示,天线阵列1630可包括Tx天线元件1632的Tx阵列,以及Rx天线元件1634的Rx阵列。
在一个示例中,天线阵列1630的3D模型可以例如使用全波电磁模拟工具来建模。
在一个示例中,Tx天线元件1632和/或Rx天线元件1634可由例如在孔栅内具有平衡的、堆叠的微带天线的单位晶格结构来构造,该单位晶格结构可以被建模为固体矩形块。例如,Rx天线元件1634可由交错的单位晶格结构来构造,例如以增加合成的虚拟阵列的分辨率。
在一个示例中,天线阵列1630可以使用封装技术(例如封装内天线)制造和/或可以被焊接在雷达PCB上。
在另一示例中,天线阵列1630可以直接在PCB上实现。
在一些说明性方面中,例如,由于在77-GHz雷达频带(76-81GHz)下的整个阵列的极大的电气尺寸,可以例如使用有限阵列域分解方法(FADDM)来建模天线阵列1630。
在一个示例中,可以在假设吸收间隔件1636包括具有10Ωcm的体积电阻率的载碳间隔件的情况下来执行下文描述的模拟。
参考图17A,图17A示意性地图示出描绘雷达系统的经模拟的方位角频谱的示图1710,并且参考图17B,图17B示意性地图示出根据一些说明性方面的描绘雷达系统的经模拟的仰角频谱的示图1720。
在一个示例中,图17A和图17B的示图描绘了与系统1600(图16)相对应的模拟结果。例如,图17A和图17B的示图描绘了对于在雷达罩1620(图16)的表面与交通工具保险杠面板1610(图16)的表面之间的多个不同距离1612(图16),例如关于Tx天线1632(图16)在频率为78.5GHz下的模拟结果。例如,多个距离可包括距离为0mm、距离为5mm、距离为15mm和距离为25mm。
在一些说明性方面中,如图17A所示,例如,与未实施交通工具保险杠面板1610(图16)时所实现的方位角辐射图案相比,5mm、15mm和25mm的距离1612(图16)处的方位角辐射图案可能是畸变的。
在一些说明性方面中,如图17A所示,与零间隙(例如,距离1612(图16)为0mm)相对应的方位角辐射图案1702可能不会被显著地畸变。
在一些说明性方面中,如图17A所示,当距离1612(图16)为25mm时,相比于与0mm距离1612(图16)的3D频谱图案1762,3D频谱图案1761可能畸变。
在一些说明性方面中,如图17B所示,例如,与未实施交通工具保险杠面板1610(图16)时所实现的仰角辐射图案相比,5mm、15mm和25mm的距离1612(图16)处的仰角辐射图案可能是畸变的。
在一些说明性方面中,如图17B所示,与零间隙(例如,距离1612(图16)为0mm)相对应的仰角辐射图案1712可能不会被显著地畸变。
在一些说明性方面中,如图17B所示,当距离1612(图16)为15mm时,3D频谱图案1763可能畸变。
参考图18A,图18A示意性地图示出描绘雷达系统的经模拟的方位角频谱的示图1810,并且参考图18B,图18B示意性地图示出根据一些说明性方面的描绘雷达系统的经模拟的仰角频谱的示图1820。
在一个示例中,图18A和图18B的示图描绘了与系统1600(图16)相对应的模拟结果。例如,图18A和图18B的示图描绘了对于在雷达罩1620(图16)的表面与交通工具保险杠面板1610(图16)的表面之间的多个不同距离1612(图16),例如关于Rx天线1634(图16)在频率为78.5GHz下的模拟结果。例如,多个距离可包括距离为0mm、距离为5mm、距离为15mm和距离为25mm。
在一些说明性方面中,如图18A所示,例如,与未实施交通工具保险杠面板1610(图16)时所实现的方位角辐射图案相比,5mm、15mm和25mm的距离1612(图16)处的方位角辐射图案可能畸变。
在一些说明性方面中,如图18A所示,与零间隙(例如,距离1612(图16)为0mm)的方位角辐射图案1802可能不会被显著地畸变。
在一些说明性方面中,如图18A所示,当距离1612(图16)为25mm时,相比于与0mm距离1612(图16)的3D频谱图案1861,3D频谱图案1862可能畸变。
在一些说明性方面中,如图18B所示,例如,与未实施交通工具保险杠面板1610(图16)时所实现的仰角辐射图案相比,5mm、15mm和25mm的距离1612(图16)处的仰角辐射图案可能畸变。
在一些说明性方面中,如图18B所示,与零间隙(例如,距离1612(图16)为0mm)的仰角辐射图案1812可能不会被显著地畸变。
在一些说明性方面中,如图18B所示,当距离1612(图16)为15mm时,3D频谱图案1863可能畸变。
在一些说明性方面中,图17A、图17B、图18A和图18B中所示的畸变的辐射图案可能导致例如辐射零点形式的灾难性图案畸变。此种辐射零点可能例如甚至在视轴处产生波束扫描盲区。
在一个示例中,预测这些辐射零点的位置实际上可能非常具有挑战性的,例如,由于保险杠面板材料的实际电气属性可能通常是不知道的。
在一些说明性方面中,如图17A、图17B、图18A和图18B所示,可通过实现短间隙1612(图16)或无间隙1612(图16)来实现合理的辐射图案和/或波束宽度。例如,如图17A和图18A所示,与零间隙实现方式相对应的方位角辐射图案1702(图17A)和1802(图18A)可具有合理的辐射图案和/或合理的波束宽度,例如,其中增益损耗约为1-2dB。例如,如图17B和图18B所示,与零间隙实现方式相对应的仰角辐射图案1712(图17A)和1812(图18B)可具有合理的辐射图案和/或合理的波束宽度,例如,其中增益损耗约为1-2dB。这些结果与没有交通工具保险杠面板1610(图16)的情况下可实现的方位角辐射图案相当。增益损耗可能是合理的,因为它包括来自交通工具保险杠面板1610(图16)的损耗,和/或所吸收的反射。
在一些说明性方面中,可以例如通过在雷达罩与交通工具保险杠面板之间实现一个或多个附加的层(例如,填料层)来减少所吸收的反射,例如,如下文所述。
参考图19,图19示意性地图示出根据一些说明性方面的描绘雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的多个不同距离的经模拟的Tx-Rx隔离水平相对于频率的示图1910。
在一个示例中,示图1910描绘了对于雷达罩1620(图16)的表面与交通工具保险杠面板1610(图16)的表面之间的多个不同距离1612(图16),系统1600(图16)的隔离水平相对于在76-81GHz之间的频率范围内的频率的模拟结果。例如,多个距离可包括距离为0mm、距离为5mm、距离为15mm和距离为25mm。
在一些说明性方面中,如图19所示,例如,与没有交通工具保险杠面板1610(图16)的系统的隔离水平1904相比,Tx-RX隔离水平性能例如随着距离1612(图16)的增加可能会降级。
在一些说明性方面中,如图19所示,例如相比于隔离水平1904,例如具有0mm距离1612(图16)的零间隙实现方式的隔离水平1902可以基本上不被降级。例如,如图19所示,在整个77-GHz雷达频带(例如在76Ghz和81GHz之间的雷达频带)上,隔离水平1902可以高于65dB。
参考图20,图20示意性地图示出根据一些说明性方面的描绘经模拟的反射水平相对于频率的示图2000。
在一个示例中,示图2000描绘了对于雷达罩1620(图16)的表面与交通工具保险杠面板1610(图16)的表面之间的为0mm的距离1612(图16),系统1600(图16)的反射水平相对于在76-81GHz之间的频率范围内的频率的模拟结果。
在一些说明性方面中,如图20所示,反射水平2014与包括载碳间隔件、雷达罩和保险杠面板且雷达罩与保险杠面板之间为零间隙的实现方式中的Tx天线处的反射相对应;反射水平2016与包括载碳间隔件、雷达罩和保险杠面板且为零间隙的实现方式中的Rx天线处的反射相对应;反射水平2004与包括载碳间隔件和雷达罩(例如,没有保险杠面板)的实现方式中的Tx天线处的反射相对应;以及反射水平2006与在包括载碳间隔件和雷达罩(例如没有保险杠面板)的实现方式中的Rx天线处的反射相对应。
在一些说明性方面中,如图20所示,在雷达罩与保险杠面板之间的零间隙的情况下,Tx天线和Rx天线处的反射例如在整个77-GHz雷达频带上可以保持低于-10dB。这些结果可指示体积电阻率为10Ωcm的载碳间隔件(例如吸收间隔件1636(图16))可作为整个77GHz雷达频带上的吸收器提供可接受的结果。
返回到图14,本文关于在雷达罩1420的表面与交通工具保险杠面板1410的表面之间没有距离和/或间隙或者小距离或小间隙的情况下实现的系统(例如系统1400)描述了一些方面,如上文所述。
在一些说明性方面中,在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间可以实现一个或多个层(例如填料层),例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间可以实现例如填料层、阻抗匹配层和/或偏振滤波器之类的层,例如,如下文所述。
在其他方面中,可在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间实现任何其他附加的或替代的层。
参考图21,图21示意性地图示出了根据一些说明性方面的系统2100的截面图。例如,系统2100可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图21所示,系统2100可包括天线阵列(例如包括Tx天线阵列2132和Rx天线阵列2134)、吸收间隔件2136、雷达罩2120和交通工具保险杠面板2110。
在一些说明性方面中,系统2100可包括雷达罩2120与交通工具保险杠面板2110之间的一个或多个层2150,例如,如下文所述。
在其他说明性方面中,层2150可被附接到保险杠面板2110,并且雷达罩2120可以部分地被省略,例如,天线上方的雷达罩的顶部结构可以被省略。
在一些说明性方面中,一个或附加的层2150可包括填料层(例如包括填料材料、树脂材料、粘合剂材料、硅橡胶材料或其组合)、阻抗匹配层和/或偏振滤波器,例如,如下文所述。在一些方面中,层2150可包括孔或腔体,例如,如下文所述。
在其他方面中,一个或多个层2150可包括任何其他附加的和/或替代的层。
在一些说明性方面中,系统2100可包括在雷达罩2120与交通工具保险杠面板2110之间的阻抗匹配层2155,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,阻抗匹配层2155可被配置成用于减少雷达罩2120与交通工具保险杠面板2110之间的阻抗差,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,阻抗匹配层2155可被配置成用于在雷达罩2120与交通工具保险杠面板2110之间的界面处提供阻抗匹配,例如,改善的阻抗匹配。例如,该阻抗匹配可提供用于减少反射水平和/或增益损耗的技术解决方案。
返回参考图14,在一些说明性方面中,系统1400可包括在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间的填料层,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层可以填充交通工具保险杠面板1410的弯曲表面和雷达罩1420的表面之间的区域,例如,如下文所述。
参考图22,图21示意性地图示出了根据一些说明性方面的系统2200的截面图。例如,系统2200可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图22所示,系统2200可包括天线阵列,该天线阵列例如包括Tx天线阵列2232和Rx天线阵列2234、吸收间隔件2236、雷达罩2220和交通工具保险杠面板2210。
在一些说明性方面中,如图22所示,系统2200可包括在雷达罩2220与交通工具保险杠面板2210之间的填料层2250。
在一些说明性方面中,如图22所示,填料层2250可以填充交通工具保险杠面板2210的弯曲表面与雷达罩2220的表面之间的区域,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,例如,当交通工具保险杠面板2210具有弯曲的形状时,填料层2250可被插入到雷达罩2220与交通工具保险杠面板2210之间。在一个示例中,具有弯曲形状的交通工具保险杠面板2210可以被实现用于例如侧部/拐角雷达位置。
在一些说明性方面中,系统2200可包括集成雷达罩-间隔件-填料结构。例如,集成的雷达罩-间隔件-填料结构可包括雷达罩2210、吸收间隔件2236和一个或多个填料层2250。
在一些说明性方面中,填料层2250可具有100或更低的介电常数,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可具有50或更低的介电常数,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可具有20或更低的介电常数,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可具有12或更低的介电常数,例如,如下文所述。
在其他方面中,填料层2250可以具有任何其他介电常数。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括多个层,该多个层可被配置成用于例如控制填料层2250的有效介电常数,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括多个层,该多个层可被配置成用于例如控制每个层材料的“电厚度”,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括在吸收间隔件2236的至少一部分上的载碳区域,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250在天线阵列2230上方的区域中可以具有0.01或更小的损耗正切,例如,如下文所述。在其他方面中,可以实现任何其他损耗正切。
在一些说明性方面中,填料层2250的填料材料可以具有在0.001与0.01之间的损耗正切,例如,以减少穿透损耗。例如,填料层2250的损耗正切可以基于例如利用系统2200的雷达系统的检测范围要求来进行配置。
在一些说明性方面中,如图22所示,填料层2250可以具有杏仁的截面形状,并且例如,当交通工具保险杠面板2210具有弯曲的结构时,可以插入到雷达罩2220与交通工具保险杠面板2210之间以减少反射。
在一些说明性方面中,雷达罩2220可被配置成具有弯曲的形状。
在一些说明性方面中,例如,当雷达罩2220具有弯曲的形状时,填料层2250可以具有多层式弯曲滤波器的截面形状。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括刚性弹性材料,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括硅橡胶,例如,如下文所述。
在其他方面,填料层可包括其他附加的或替代的材料或可以由任何其他附加的或替代的材料形成。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括多个穿孔(“腔体”),例如,如下文所述。
参考图23,图23示意性地图示出根据一些说明性方面的第一系统2310的截面图,以及第二系统2320的截面图。例如,系统2310和/或系统2320可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图23所示,系统2310可包括填料层2315,填料层2315包括多个穿孔或腔体2317。
在一些说明性方面中,如图23所示,系统2320可包括填料层2355,填料层2355包括多个穿孔(腔体)2327。
在一些说明性方面中,填料层2355和/或2315可包括例如具有穿孔(腔体)的一个层或多个层。
在一些说明性方面中,腔体2317和/或穿孔2327可具有球形形状、圆柱形形状或任何其他形状。
在一些说明性方面中,穿孔2317可被配置成用于例如控制填料层2315的有效介电常数。
在一些说明性方面中,穿孔2327可被配置成用于例如控制填料层2355的有效介电常数。
在一些说明性方面中,穿孔2317和/或腔体2327可被配置成用于例如在雷达罩2321与交通工具保险杠面板2311之间的界面上提供增强的阻抗匹配。
在一些说明性方面中,腔体2317和/或穿孔2327的深度可被配置成用于例如充当四分之一波长变换器,例如以减少来自交通工具保险杠面板2311的反射。
参考图24,图21示意性地图示出了根据一些说明性方面的系统2400的截面视图。例如,系统2400可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图24所示,系统2400可包括雷达罩与保险杠面板2410之间的填料层2450。
在一些说明性方面中,填料层2450可包括硅橡胶,或者可以由硅橡胶形成。
在一个示例中,填料层2450可以由弹性材料和/或保形材料制成以吸收机械振动。根据该示例,硅橡胶可能是填料层2450的良好候选者,例如,因为它具有低介电常数和低损耗正切。另外,硅橡胶是能保形的,和/或自然密封的。
在一些说明性方面中,如图24所示,可以在吸收间隔件2436的周围(例如,在不在天线阵列前面的区域)实现例如包括加载有碳或任何其他材料的硅橡胶的有损填料层2455。例如,有损填料层2455可被配置成用于限制天线阵列周围体积的电磁活动区域。
返回参考图22,在一些说明性方面中,雷达罩2210可包括覆盖Tx天线2232的第一雷达罩,以及覆盖Rx天线2234的第二雷达罩,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250可包括在天线阵列2230上方的第一区域,以及在吸收间隔件2236上方的第二区域,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,填料层2250的第一区域可以具有第一损耗正切,和/或填料层2250的第二区域可以具有第二损耗正切。例如,第二损耗正切可以大于第一损耗正切,例如,如下文所述。
参考图25,图25示意性地图示出了根据一些说明性方面的系统2500的截面视图。例如,系统2500可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图25所示,系统2500可包括交通工具保险杠面板2510、吸收间隔件2536和例如包括Tx天线2532和Rx天线2534的天线阵列2530。
在一些说明性方面中,如图25所示,系统2500可包括覆盖Tx天线2532的第一雷达罩2523(“Tx雷达罩”)。
在一些说明性方面中,如图25所示,系统2500可包括覆盖Rx天线2534的第二雷达罩2525(“Rx雷达罩”)。
在一个示例中,Tx天线2532和Rx天线2534可以具有不同类型的设计,例如,以改善旁瓣抑制性能。双向辐射图案(其可以将Tx天线2532的Tx天线图案乘以Tx天线2534的Rx天线图案)可以具有较低的旁瓣水平。例如,对于紧密地定位的目标,此种较低的旁瓣水平可用于减轻检测模糊性。
在一些说明性方面中,可以实现两个单独的雷达罩,例如用于Tx天线2532的Tx雷达罩2523和用于Rx天线2532的Rx雷达罩2525,而不是既用于Tx天线2532又用于Rx天线2534的统一的单个雷达罩。在其他说明性方面中,Tx雷达罩2523或Rx雷达罩2525可以由保险杠面板2510、间隔件2536、填料层2550(或与Tx或Rx相关的区域)或填料层2554,或其任何组合形成。
在一些说明性方面中,如图25所示,系统2500可包括交通工具保险杠面板2510下面的填料层2550。
在一些说明性方面中,填料层2550可包括例如在天线阵列2530上方的第一区域2552。
在一些说明性方面中,填料层2550可包括例如在吸收间隔件2236上方的第二区域2554。
在一些说明性方面中,填料层2550的第一区域2552可以具有第一损耗正切。
在一些说明性方面中,填料层2550的第二区域2554可以具有第二损耗正切。
在一些说明性方面中,第二损耗正切可以大于第一损耗正切,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,第二区域2554可包括相对的“中心填料”,例如,载碳填料。
在一些说明性方面中,如图25所示,Tx天线2532与Rx天线2534之间的中心间隔件2538可以具有例如与间隔件2536的其他部分(例如,在天线2532和/或天线2534的侧部上)的间隔件厚度不同的、单独的雷达罩厚度。
在一些说明性方面中,Tx天线2532与天线2534之间的中心间隔件2538可被配置成用于例如增加Tx天线2532与Rx天线2534之间的Tx-Rx隔离水平。
返回参考图14,在一些说明性方面中,系统1400可包括在雷达罩1420与交通工具保险杠面板1410之间的偏振滤波器,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,偏振滤波器可以允许第一偏振的信号从雷达罩1420传递到交通工具保险杠面板1410,并反射第二偏振的信号,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,第一偏振可基于由Tx天线1432发射的Tx雷达信号的偏振,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,吸收间隔件1436可包括用于将由Tx雷达信号从交通工具保险杠面板1410的反射形成的经反射的信号的偏振旋转到例如第二偏振,例如,如下文所述。
参考图26,图21示意性地图示出了根据一些说明性方面的系统2600的截面视图。例如,系统2600可包括系统1400(图14)的一个或多个元件,和/或可以执行系统1400(图14)的一个或多个操作和/或功能。
在一些说明性方面中,如图26所示,系统2600可包括交通工具保险杠面板2610、雷达罩2620、吸收间隔件2636和例如包括Tx天线2632和Rx天线2634的天线阵列。
在一些说明性方面中,如图26所示,系统2600可包括雷达罩2620与交通工具保险杠面板2610之间的偏振滤波器2660,例如,如下文所述。
在一些说明性方面中,偏振滤波器2660可被配置成用于允许第一偏振的信号2663从雷达罩2620传递到交通工具保险杠面板2610,并且用于反射第二偏振的信号2664。
在一些说明性方面中,第一偏振可基于由Tx天线2632发射的Tx雷达信号的偏振。
在一些说明性方面中,吸收间隔件2636可包括偏振旋转器/扭转器2666,偏振旋转器/扭转器2666可被配置成用于将由Tx雷达信号从交通工具保险杠面板1610的反射形成的经反射的信号的偏振旋转到例如第二偏振,例如,如下文所述。
参考图27,图27示意性地图示出用于说明可根据一些说明性方面来实现的机制的折叠式反射器阵列结构2700。
如图27所示,折叠式反射器阵列结构2700可包括折叠式反射器天线2730、偏振滤波器2760和例如可利用周期性结构实现的偏振旋转器/扭转器2766。
在一个示例中,周期性或准周期性结构可以被印刷在介电衬底层上,或者以任何其他形式被印刷在介电衬底层上。
在一个示例中,周期性或准周期性结构可被配置成用于控制电磁波的反射属性、传送属性和/或偏振属性。
在一些说明性方面中,如图27所示,所传送的信号2764可能例如由于偏振失配而被偏振滤波器2760反射,并且随后经反射的信号的偏振可由偏振旋转器/扭转器2766旋转,例如以允许所传送的信号2764通过偏振滤波器2760。
返回参考图26,在一些说明性方面中,来自Tx天线2632的辐射电磁波(例如信号2663)中的至少一些(例如大多数)可以通过偏振滤波器2660。该配置可能与折叠式反射器天线结构2700(图27)的配置不同。例如,偏振滤波器2660可以被设计成与Tx天线阵列2632的偏振相匹配。
在一些说明性方面中,如图26所示,一些波(例如,信号2664)可能例如由于来自交通工具保险杠面板2610的保险杠面板层的阻抗失配而被交通工具保险杠面板2610反射。
在一些说明性方面中,如图26所示,这些反射波2664的偏振可在载碳间隔件2636处被减弱、在偏振扭转器2666处被扭转/被旋转、在载碳间隔件2636处再次被减弱、例如由于偏振失配在偏振滤波器2660处再次被反射并且在载碳间隔件2636处再次被减弱。作为此种重复反射/减弱序列的结果,预期大部分反射波可能被衰减。
在一个示例中,偏振滤波器2660和/或偏振旋转器/扭转器2666可以例如使用二极管、相位改变材料和/或任何其他机制重新配置。例如,偏振滤波器2660和/或偏振旋转器/扭转器2666可以是可重新配置的,以例如基于将由Tx天线2632传送的信号和/或将由Rx天线2634接收的信号的偏振设置来动态地控制反射和/或偏振旋转。
在一些说明性方面中,偏振滤波器2660和/或偏振旋转器/扭转器2666可应用于包括天线阵列的任何系统,例如,系统1400(图14)、系统2100(图21)、系统2200(图22)、系统2300(图17)和/或系统2400(图18)。
参考图28,图28示意性地图示出根据一些说明性方面的制造的产品2800。产品2800可以包括一个或多个有形计算机可读的(“机器可读的”)非暂态存储介质2802,该介质可以包括例如由逻辑2804实现的计算机可执行指令,当该指令由至少一个计算机处理器执行时,可操作用于使至少一个计算机处理器能够实现参考图1-图27描述的一个或多个操作和/或功能、和/或本文所述的一个或多个操作。短语“非暂态机器可读介质”和“计算机可读非暂态存储介质”可针对包括所有机器和/或计算机可读介质,唯一的例外是暂态传播信号。
在一些说明性方面中,产品2800和/或存储介质2802可以包括能够存储数据的一种或多种类型的计算机可读存储介质,包括易失性存储器、非易失性存储器、可移除存储器或不可移除存储器、可擦除存储器或不可擦除存储器、可写入存储器或可重写存储器等等。例如,存储介质2802可以包括RAM、DRAM、双倍数据速率DRAM(Double-Data-Rate DRAM,DDR-DRAM)、SDRAM、静态RAM(static RAM,SRAM)、ROM、可编程ROM(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程ROM(erasable programmable ROM,EPROM)、电可擦除可编程ROM(electricallyerasable programmable ROM,EEPROM)、致密盘ROM(Compact Disk ROM,CD-ROM)、可记录致密盘(Compact Disk Recordable,CD-R)、可重写致密盘(Compact Disk Reriteable,CD-RW)、闪存存储器(例如,NOR或NAND闪存存储器)、内容可寻址存储器(content addressablememory,CAM)、聚合物存储器、相变存储器、铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon,SONOS)存储器、磁盘、软盘、硬盘、光盘、磁盘、卡、磁卡、光卡、磁带、磁带盒等等。计算机可读存储介质可以包括涉及通过通信链路(例如,调制解调器、无线电或网络连接),将通过由在载波或其他传播介质中具体化的数据信号承载的计算机程序从远程计算机下载或传输至请求计算机的任何合适的介质。
在一些说明性方面中,逻辑2804可以包括指令、数据和/或代码,如果所述指令、数据和/或代码由机器执行,则可以使得机器执行本文所述的方法、过程和/或操作。机器可包括例如任何合适的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等等,并且可使用硬件、软件、固件等的任何合适的组合来实现。
在一些说明性方面中,逻辑2804可以包括或可以实现为软件、软件模块、应用、程序、子例程、指令、指令集、计算代码、字、值、符号等。指令可包括任何合适类型的代码,诸如,源代码、经编译的代码、经解释的代码、可执行代码、静态代码、动态代码等等。指令可以根据预定义的计算机语言、方式、或语法来实现,以便指示处理器来执行某一功能。指令可以使用任何合适的高级、低级、面向对象的、可视化的、编译的和/或解释的编程语言来实现,这些编程语言诸如,C、C++、Java、BASIC、Matlab、Pascal、Visual Basic、汇编语言、机器代码等。
示例
以下示例涉及进一步的各个方面。
示例1包括一种雷达设备,该雷达设备包括:雷达罩;印刷电路板(PCB)上的天线阵列,该天线阵列处于PCB与雷达罩之间,该天线阵列包括发射(Tx)天线以及接收(Rx)天线,该发射(Tx)天线被配置成用于经由雷达罩和交通工具保险杠面板发射Tx雷达信号,该接收(Rx)天线被配置成用于基于Tx雷达信号来接收Rx雷达信号;以及吸收间隔件,该吸收间隔件位于PCB与雷达罩之间的间隔件区域中,该间隔件区域将Tx天线与Rx天线分开,该吸收间隔件被配置成用于吸收由Tx雷达信号从交通工具保险杠面板的反射形成的经反射的信号。
示例2包括示例1的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面的至少部分与交通工具保险杠面板的表面直接接触。
示例3包括示例1或2的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于50毫米。
示例4包括示例1-3中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于20毫米。
示例5包括示例1-4中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于5毫米。
示例6包括示例1-5中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于3毫米。
示例7包括示例1-6中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于2毫米。
示例8包括示例1-7中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于1毫米。
示例9包括示例1-8中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩的表面与交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于0.1毫米或更小。
示例10包括示例1-9中任一项的主题,并且任选地,包括在雷达罩与交通工具保险杠面板之间的填料层。
示例11包括示例10的主题,并且任选地,其中填料层填充交通工具保险杠面板的弯曲表面与雷达罩的表面之间的区域。
示例12包括示例10或11的主题,并且任选地,其中填料层包括刚性弹性材料。
示例13包括示例10-12中任一项的主题,并且任选地,其中填料层包括硅橡胶。
示例14包括示例10-13中任一项的主题,并且任选地,其中填料层包括在天线阵列上方的第一区域和在吸收间隔件上方的第二区域,其中填料层的第一区域具有第一损耗正切,并且填料层的第二区域具有第二损耗正切,第二损耗正切大于第一损耗正切。
示例15包括示例10-14中任一项的主题,并且任选地,其中填料层包括在吸收间隔件的至少一部分的上方的载碳区域。
示例16包括示例10-15中任一项的主题,并且任选地,其中填料层在天线阵列上方的区域中具有0.01或更小的损耗正切。
示例17包括示例10-16中任一项的主题,并且任选地,其中填料层具有100或更小的介电常数。
示例18包括示例10-17中任一项的主题,并且任选地,其中填料层具有20或更小的介电常数。
示例19包括示例10-18中任一项的主题,并且任选地,其中填料层具有12或更小的介电常数。
示例20包括示例10-19中任一项的主题,并且任选地,其中填料层包括多个腔体(穿孔)。
示例21包括示例1-20中任一项的主题,并且任选地,包括在雷达罩与交通工具保险杠面板之间的偏振滤波器,该偏振滤波器用于允许第一偏振的信号从雷达罩传递到交通工具保险杠面板,以及用于反射第二偏振的信号,其中第一偏振基于Tx雷达信号的偏振,其中吸收间隔件包括用于将经反射的信号的偏振旋转到第二偏振的偏振旋转器。
示例22包括示例1-21中任一项的主题,并且任选地,其中间隔件区域围绕Tx天线,并且其中,间隔件区域围绕Rx天线。
示例23包括示例1-22中任一项的主题,并且任选地,其中吸收间隔件包括载碳塑料。
示例24包括示例23的主题,并且任选地,其中载碳塑料的体积电阻率在5欧姆-厘米(Ohm*cm)与10Ohm*cm之间。
示例25包括示例1-24中任一项的主题,并且任选地,包括在雷达罩与交通工具保险杠面板之间的阻抗匹配层,该阻抗匹配层被配置成用于减小雷达罩与交通工具保险杠面板之间的阻抗差异。
示例26包括示例1-25中任一项的主题,并且任选地,包括由塑料层形成的集成雷达罩间隔件,其中吸收间隔件包括塑料层的载碳部分。
示例27包括示例1-26中任一项的主题,并且任选地,其中雷达罩包括覆盖Tx天线的第一雷达罩,以及覆盖Rx天线的第二雷达罩。
示例28包括示例1-27中任一项的主题,并且任选地,包括雷达处理器,该雷达处理器被配置成用于基于Rx雷达信号来生成雷达信息。
示例29包括示例28的主题,并且任选地,包括交通工具,该交通工具包括用于基于雷达信息来控制交通工具的一个或多个系统的系统控制器。
示例30包括一种雷达设备,该雷达设备包括示例1-29中的一项或多项的装置。
示例31包括一种交通工具,该交通工具包括示例1-29中的一项或多项的装置。
示例32包括一种设备,该设备包括用于执行示例1-29中的一项或多项所述的操作中的任一项的装置。
示例33包括一种存储指令的机器可读介质,该指令用于由处理器执行以执行示例1-29中的一项或多项所述的操作中的任一项。
示例34包括一种装置,该装置包括存储器;以及处理电路,该处理电路被配置成用于执行示例1-29中的一项或多项所述的操作中的任一项。
示例35包括一种方法,该方法包括示例1-29中的一项或多项所述的操作中的任一项。
本文中参考一个或多个方面来描述的功能、操作、组件和/或特征可与本文中参考一个或多个其他方面来描述的一个或多个其他功能、操作、组件和/或特征组合或可与其组合地被利用,或者反之亦然。
虽然本文中已经图示和描述了某些特征,但是本领域技术人员可想到许多修改、替换、改变、以及等效方案。因此,应理解,所附权利要求旨在覆盖如落在本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。

Claims (25)

1.一种雷达设备,包括:
雷达罩;
印刷电路板PCB上的天线阵列,所述天线阵列处于所述PCB与所述雷达罩之间,所述天线阵列包括发射Tx天线以及接收Rx天线,所述发射Tx天线被配置成用于经由所述雷达罩和交通工具保险杠面板发射Tx雷达信号,所述接收Rx天线被配置成用于基于所述Tx雷达信号来接收Rx雷达信号;以及
吸收间隔件,所述吸收间隔件位于所述PCB与所述雷达罩之间的间隔件区域中,所述间隔件区域将所述Tx天线与所述Rx天线分开,所述吸收间隔件被配置成用于吸收由所述Tx雷达信号从所述交通工具保险杠面板的反射形成的经反射的信号。
2.如权利要求1所述的雷达设备,其中,所述雷达罩的表面的至少一部分与所述交通工具保险杠面板的表面直接接触。
3.如权利要求1所述的雷达设备,其中,所述雷达罩的表面与所述交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于50毫米。
4.如权利要求1所述的雷达设备,其中,所述雷达罩的表面与所述交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于5毫米。
5.如权利要求1所述的雷达设备,其中,所述雷达罩的表面与所述交通工具保险杠面板的表面之间的距离小于1毫米。
6.如权利要求1所述的雷达设备,其中,所述雷达罩的表面与所述交通工具保险杠面板的表面之间的距离为0.1毫米或更小。
7.如权利要求1所述的雷达设备,包括在所述雷达罩与所述交通工具保险杠面板之间的填料层。
8.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层填充所述交通工具保险杠面板的弯曲表面与所述雷达罩的表面之间的区域。
9.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层包括刚性弹性材料。
10.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层包括硅橡胶。
11.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层包括在所述天线阵列上方的第一区域和在所述吸收间隔件上方的第二区域,其中所述填料层的所述第一区域具有第一损耗正切,并且所述填料层的所述第二区域具有第二损耗正切,所述第二损耗正切大于所述第一损耗正切。
12.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层包括在所述吸收间隔件的至少一部分上方的载碳区域。
13.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层在所述天线阵列上方的区域中具有0.01或更小的损耗正切。
14.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层具有20或更小的介电常数。
15.如权利要求7所述的雷达设备,其中,所述填料层包括多个腔体。
16.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,包括在所述雷达罩与所述交通工具保险杠面板之间的偏振滤波器,所述偏振滤波器用于允许第一偏振的信号从所述雷达罩传递到所述交通工具保险杠面板,以及用于反射第二偏振的信号,其中所述第一偏振基所述于Tx雷达信号的偏振,其中所述吸收间隔件包括用于将经反射的信号的偏振旋转到所述第二偏振的偏振旋转器。
17.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,其中,所述吸收间隔件包括载碳塑料。
18.如权利要求17所述的雷达设备,其中,所述载碳塑料层的体积电阻率在5欧姆-厘米Ohm*cm与10Ohm*cm之间。
19.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,包括在所述雷达罩与所述交通工具保险杠面板之间的阻抗匹配层,所述阻抗匹配层被配置成用于减小所述雷达罩与所述交通工具保险杠面板之间的阻抗差异。
20.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,包括由塑料层形成的集成雷达罩间隔件,其中所述吸收间隔件包括所述塑料层的载碳部分。
21.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,其中所述雷达罩包括覆盖所述Tx天线的第一雷达罩,以及覆盖所述Rx天线的第二雷达罩。
22.如权利要求1-15中任一项所述的雷达设备,包括雷达处理器,所述雷达处理器被配置成用于基于所述多个Rx雷达信号来生成雷达信息。
23.一种交通工具,包括:
系统控制器,所述系统控制器被配置成用于基于雷达信息来控制所述交通工具的一个或多个车载系统;以及
雷达设备,所述雷达设备被配置成用于将所述雷达信息提供给所述系统控制器,所述雷达设备包括:
雷达罩;
印刷电路板PCB上的天线阵列,所述天线阵列处于所述PCB与所述雷达罩之间,所述天线阵列包括发射Tx天线以及接收Rx天线,所述发射Tx天线被配置成用于经由所述雷达罩和所述交通工具的保险杠面板发射Tx雷达信号,所述接收Rx天线被配置成用于基于所述Tx雷达信号来接收Rx雷达信号;以及
吸收间隔件,所述吸收间隔件位于所述PCB与所述雷达罩之间的间隔件区域中,所述间隔件区域将所述Tx天线与所述Rx天线分开,所述吸收间隔件被配置成用于吸收由所述Tx雷达信号从所述保险杠面板的反射形成的经反射的信号;以及
处理器,所述处理器被配置成用于基于输入雷达数据来生成所述雷达信息,所述输入雷达数据基于所述Rx雷达信号。
24.如权利要求23所述的交通工具,其中,所述雷达罩的表面的至少一部分与所述保险杠面板的表面直接接触。
25.如权利要求23所述的交通工具,包括在所述雷达罩与所述保险杠面板之间的填料层。
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