CN210775830U - 一种mimo雷达系统 - Google Patents
一种mimo雷达系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210775830U CN210775830U CN201921461301.9U CN201921461301U CN210775830U CN 210775830 U CN210775830 U CN 210775830U CN 201921461301 U CN201921461301 U CN 201921461301U CN 210775830 U CN210775830 U CN 210775830U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- radar system
- antennas
- receiving
- mimo radar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种MIMO雷达系统，包括：天线模块，两个相同的芯片模块和处理模块，所述的天线模块包括接收天线和发射天线，两个芯片模块分别连接相同的数量的接收天线和发射天线，所述芯片模块的输出端与处理模块的输入端连接相连接。本实用新型采用两个芯片级联，系统结构简单，形成的等效阵列满足系统检测性能，且无冗余设计；本实用新型天线阵列可以发射完全正交的波形，也可以发射部分相关的波形，为雷达系统提高了更高的自由度，提高了系统的检测性能。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种MIMO雷达系统，涉及雷达检测技术领域。
背景技术
雷达可以做的越来越小得益于雷达芯片的问世，原有的收发射频链路、波形形成、数字采样等收发数字链路都可以集成在很小的芯片中。但高度集成的芯片也局限了整个雷达方案的设计，现有芯片的收发数量不多，导致基于该芯片要设计的天线数量无法改动。在雷达系统中若天线数量少会导致角度分辨率低，进而影响数据处理结果。还有就是为了雷达更好的应用和节约系统成本，就要将雷达往小型化设计，所以在设计时要尽可能缩短天线间的距离。但是在进行雷达天线设计时如果天线间距过小，会导致角度分辨率低，而间距过大会导致栅瓣的产生，对目标的测量产生干扰。
实用新型内容
本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种MIMO雷达系统，既增加了等效通道数又增加了天线间距，结构简单，天线设置合理，节约了系统成本。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种MIMO雷达系统，包括：天线模块，两个相同的芯片模块和处理模块，所述的天线模块包括接收天线和发射天线，两个芯片模块分别连接相同的数量的接收天线和发射天线，两个芯片模块之间级采用级联方式连接，所述芯片模块的输出端与处理模块的输入端相连接，天线模块采用串联馈电阵列。
进一步的，所述的接收天线为6个，所述的发射天线为8个。
进一步的，所述的发射天线等间距排列成线阵， 所述的接收天线均分为两组，每组的接收天线等间距排列成线阵。
进一步的，所述的发射天线之间的间距为11.08~11.32mm；每组接收天线之间的距离为55.57~56.63mm；且组内每个接收天线之间的间距为2.77~2.83mm。
进一步的，所述的发射天线之间的最佳间距为11.2mm；每组接收天线之间的最佳距离为56mm；组内每个接收天线之间的最佳间距为2.8mm；本系统发射天线之间、两组接收天线之间、组内每个接收天线之间的间距采用此间距设置，在角度测量范围内正好不会产生栅瓣，同时角度分辨率也满足实际工程需求。
所述的芯片模块采用芯片AWR1243P，每个芯片实现4路接收通道的准确接收和采样；且能实现两个芯片间发射通道及接收通道间宽带信号的同步。
进一步的，所述的天线模块的工作频段为76~79GHz。
进一步的，所述的处理模块基于1片TI DSP TMS320C6678芯片和1片Xilinx公司K7系列FPGA XC7K325T-2FFG900的处理卡；FPGA与DSP中的SRIO、SPI、EMIF、UART和GPIO进行互联，DSP TMS320C6678通过SRIO、SPI、EMIF、UART和GPIO与FPGA XC7K325T-2FFG900进行互联。
工作过程：
本新型雷达系统的采用的AWR1243芯片已集成了收发射频链路、波形形成、数字采样等收发数字链路，因此仅需基于AWR1243芯片加上收发天线和数字处理模块即可构成一个完整的雷达系统。
天线模块的6个发射天线同时发射6个正交的波形，使其能够在接收天线中容易分离开来，8个接收天线同时接收回波；接收天线与AWR1243芯片的M2、K2、H2、F2相连，发射天线与AWR1243芯片的B4、B6、B8相连。
回波信号经ADC后转换成数字信号通过AWR1243芯片的CSI2接口输出，实现单芯片4路回波信号准确接收和采样；天线与芯片间需满足a) 芯片发射通道与发射天线间的端口匹配驻波不大于1.5；b)芯片接收通道与接收天线间的端口匹配驻波不大于1.5,方能匹配。
两个AWR1243芯片进行级联，这样就具备六个发射通道和八个接收通道，通过形成重叠的等效天线单元来校正两个芯片间的相位差，两个芯片间发射通道及接收通道间宽带信号同步。
处理模块通过CSI2获得回波数据和通过SPI接口与芯片交互通信；处理模块同时对8个接收通道处理，先对回波数据预处理，从每个通道中分离出6组发射信号，采用重叠虚拟单元的数据校正阵列相位差得到48组多波束DBF，再经数据处理、特征匹配、特征识别得到最终的雷达数据处理结果。
有益效果：
1.采用两个芯片级联，系统结构简单，形成的等效阵列满足系统检测性能，且无冗余设计。
2.天线阵列可以发射完全正交的波形，也可以发射部分相关的波形，为雷达系统提高了更高的自由度，提高了系统的检测性能。
3.整体天线采用串联馈电阵列，阵列中使用切比雪夫激励以降低副瓣，再将单元间馈线设置为不均匀分布以增加带宽，单元开槽以调节匹配；使用一分二等分功率分配器，将两列天线串联至8*2阵列天线。降低系统隔离度，可与两个芯片很好地匹配。
附图说明
图1为本实用新型系统原理图；
图2为本实用天线阵列布局示意图；
图3为本实用天线阵列布局等效阵列示意图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种MIMO雷达系统，包括：天线模块，两个相同的芯片模块和处理模块，所述的天线模块包括接收天线和发射天线，两个芯片模块分别连接相同的数量的接收天线和发射天线，两个芯片模块之间级采用联方式连接，所述芯片模块的输出端与处理模块的输入端连接相连接，天线模块采用串联馈电阵列。
要实现作用距离范围内尤其是在距离80m处对车道的分辨，也就是说通过MIMO形成的等效阵列其角度分辨率需达到80m处的方位分辨率小于3m，从而对等效阵列的孔径长度需大于100mm。不仅等效阵列的孔径长度需大于100m，而且等效阵列的单元间距满足DBF波束扫描±17.5°（满足35°的方位覆盖需求）不出栅瓣的需求。
如图2~3所示，根据要求本实用新型所述的接收天线为6个，所述的发射天线为8个。所述的发射天线等间距排列成线阵， 所述的接收天线均分为两组，每组的接收天线等间距排列成线阵；所述的发射天线之间的间距为11.2mm；每组接收天线之间的距离为56mm；组内每个接收天线之间的间距为2.8mm；
本实用新型采用两片芯片进行级联，具备六个发射通道和八个接收通道，从而最多可组合出48个等效的天线单元，且满足大于100mm长的等效天线阵列长度的需求；
并且天线模块按此间距设置，形成了47个有效的天线辐射单元，单元间距为2.8mm，等效天线口径131.6mm，从而在30m～80m的作用距离范围内的方位分辨率为0.97m～2.59m，小于车道的宽度，具备了一定的分辨车道的能力；另外，还形成了1个重叠的等效阵元位置，可用于芯片间通道相位的校正。
设置的间距在角度测量范围内正好不会产生栅瓣，同时角度分辨率也满足实际工程需求。
所述的天线模块的工作频段为76~79GHz。
本实用新型采用两个芯片级联，系统结构简单，形成的等效阵列满足系统检测性能，且无冗余设计。
本实用新型天线阵列可以发射完全正交的波形，也可以发射部分相关的波形，为雷达系统提高了更高的自由度，提高了系统的检测性能。
本实用新型整体天线采用串联馈电阵列，阵列中使用切比雪夫激励以降低副瓣，再将单元间馈线设置为不均匀分布以增加带宽，单元开槽以调节匹配；使用一分二等分功率分配器，将两列天线串联至8*2阵列天线。降低系统隔离度，可与两个芯片很好地匹配。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种MIMO雷达系统，其特征在于，包括：天线模块，两个相同的芯片模块和处理模块，所述的天线模块包括接收天线和发射天线，两个芯片模块分别连接相同的数量的接收天线和发射天线，所述芯片模块的输出端与处理模块的输入端连接相连接。
2.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述芯片模块发射通道与发射天线间的端口匹配驻波不大于1.5；所述芯片模块接收通道与接收天线间的端口匹配驻波不大于1.5。
3.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的接收天线为6个，所述的发射天线为8个。
4.根据权利要求3所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的发射天线等间距排列成线阵，所述的接收天线均分为两组，每组的接收天线等间距排列成线阵。
5.根据权利要求4所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的发射天线之间的间距为11.08~11.32mm；每组接收天线之间的距离为55.57~56.63mm；且组内每个接收天线之间的间距为2.77~2.83mm。
6.根据权利要求5所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的发射天线之间的最佳间距为11.2 mm；每组接收天线之间的最佳距离为56mm；且组内每个接收天线之间的最佳间距为2.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的芯片模块采用芯片AWR1243P。
8.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的天线模块的工作频段为76~79GHz。
9.根据权利要求1所述的一种MIMO雷达系统，其特征在于，所述的处理模块为所述的处理模块基于1片DSP TMS320C6678芯片和1片FPGA XC7K325T-2FFG900的处理卡； DSPTMS320C6678通过SRIO、SPI、EMIF、UART和GPIO与FPGA XC7K325T-2FFG900进行互联。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921461301.9U CN210775830U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种mimo雷达系统 |
| PCT/CN2019/115197 WO2021042483A1 (zh) | 2019-09-04 | 2019-11-03 | 一种mimo雷达系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921461301.9U CN210775830U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种mimo雷达系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210775830U true CN210775830U (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71045184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921461301.9U Active CN210775830U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种mimo雷达系统 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210775830U (zh) |
| WO (1) | WO2021042483A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10627480B2 (en) * | 2014-07-17 | 2020-04-21 | Texas Instruments Incorporated | Distributed radar signal processing in a radar system |
| US20180149730A1 (en) * | 2016-11-26 | 2018-05-31 | Wenhua Li | Cognitive MIMO Radar with Multi-dimensional Hopping Spread Spectrum and Interference-Free Windows for Autonomous Vehicles |
| CN108051806A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-18 | 上海无线电设备研究所 | 一种基于通用雷达前端芯片的毫米波成像安检雷达系统 |
| CN108594233B (zh) * | 2018-04-24 | 2020-07-14 | 森思泰克河北科技有限公司 | 一种基于mimo汽车雷达的速度解模糊方法 |
| CN109358322B (zh) * | 2018-10-25 | 2020-10-16 | 森思泰克河北科技有限公司 | 前向目标检测雷达和方法 |
| CN209028208U (zh) * | 2018-10-25 | 2019-06-25 | 森思泰克河北科技有限公司 | 目标检测装置和毫米波雷达 |
-
2019
- 2019-09-04 CN CN201921461301.9U patent/CN210775830U/zh active Active
- 2019-11-03 WO PCT/CN2019/115197 patent/WO2021042483A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021042483A1 (zh) | 2021-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110940957B (zh) | 一种模块化毫米波雷达 | |
| EP2071670B1 (en) | Antenna comprising partially overlapped sub-arrays | |
| CN111541052A (zh) | 超超宽带aesa的系统和方法 | |
| CN110112566B (zh) | 一种大宽带高辐射效率的相控阵天线系统 | |
| CN105372648B (zh) | 一种基于多波束信号的角度搜索方法 | |
| US20040135732A1 (en) | Dual port helical-dipole antenna and array | |
| CN109509980B (zh) | 混合多波束天线 | |
| US9653820B1 (en) | Active manifold system and method for an array antenna | |
| CN105006635B (zh) | 集成内校正通道的开口脊波导阵列天线 | |
| CN105428822B (zh) | 车载防撞雷达一发多收siw透镜天线 | |
| CN109755767A (zh) | 八频段双极化单脉冲双反射面天线 | |
| US11411327B1 (en) | Dual-beam antenna and hybrid antenna | |
| CN210775830U (zh) | 一种mimo雷达系统 | |
| CN212366213U (zh) | 一种高增益毫米波高灵敏度阵列天线 | |
| CN110994203B (zh) | 一种宽频混合多波束阵列天线 | |
| US20230187835A1 (en) | MxN MILLIMETER WAVE AND TERAHERTZ PLANAR DIPOLE END-FIRE ARRAY ANTENNA | |
| CN110429376B (zh) | 天线单元、天线阵列和天线 | |
| CN112103666A (zh) | 一种汽车防撞雷达阵列天线 | |
| CN212934860U (zh) | 一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线 | |
| CN210167511U (zh) | 一种雷达天线布局 | |
| CN111799556A (zh) | 一种宽带高极化隔离的双线极化相控阵天线 | |
| CN112002987A (zh) | Aip芯片、双极化天线和毫米波成像系统 | |
| JPS61150504A (ja) | アンテナ装置 | |
| CN212062682U (zh) | 一种微带天线 | |
| CN113644416B (zh) | 基于阶梯阵列的一维圆柱面共形Van Atta回溯阵 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |