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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Radarsystem mit
- - einer Mehrzahl von Sendeantennen, mit denen Radarsignale in einen Überwachungsbereich des Radarsystems gesendet werden können,
- - einer Mehrzahl von Empfangsantennen, mit denen Echos von im Überwachungsbereich reflektierten Radarsignalen empfangen werden können,
- - wenigstens einer Antennenelektronikeinheit, mit der über Antennenzuleitungen die Sendeantennen und die Empfangsantennen signaltechnisch verbunden sind.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, bei dem
- - mit einer Mehrzahl von Sendeantennen Radarsignale in einen Überwachungsbereich des Radarsystems gesendet werden,
- - mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen Echos von im Überwachungsbereich reflektierten Radarsignalen empfangen werden,
- - die Radarsignale und deren Echos ausgewertet werden.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2018 200 751 A1 ist eine Radarvorrichtung bekannt, welche eine monolithisch integrierte Schaltung mit einem Sendeabschnitt und einem Empfängerabschnitt umfasst. Der Sendeabschnitt umfasst eine Vielzahl von Sendeeinrichtungen, während der Empfängerabschnitt eine Vielzahl von Empfängereinrichtungen umfasst. Eine Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, die Sendeeinrichtungen und Empfängereinrichtungen anzusteuern. Die Radarvorrichtung weist weiter eine Auswerteeinrichtung auf, welche von den Empfängereinrichtungen ausgegebene Radarsignale auswertet, etwa um Objekte zu detektieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radarsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, mit denen die Leistungsfähigkeit des Radarsystems insbesondere in Bezug auf die Reichweite und/oder die Auflösung verbessert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass
- - wenigstens ein Teil der Antennen in Antennengruppen angeordnet ist,
- - jeweilige Phasenzentren wenigstens eines Teils der Antennen entlang wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse angeordnet sind,
- - wenigstens ein Teil der Empfangsantennen, deren jeweilige Empfangs-Phasenzentren auf derselben Empfangsantennen-Orientierungsachse liegen, in einer zentralen Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von Empfangsantennen in bestimmter Weise in Gruppen flächig ausgedehnt angeordnet. Auf diese Weise können Richtungen von Objekten in mehreren Raumrichtungen, insbesondere als Azimut und Elevation, bestimmt werden. Ferner können mithilfe der zentralen Empfangsantennengruppe in Kombination mit einer entsprechenden Anordnung der Sendeantennen ein reguläres virtuelles Array realisiert werden, mit dem eine Verringerung des Side-Lobe-Levels, also des Nebenkeulen-Levels, der Radarsignale erreicht wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der Sendeantennen, deren jeweilige Phasenzentren auf derselben Sendeantennen-Orientierungsachse liegen, in mehreren Sendeantennengruppen mit jeweils wenigstens zwei Sendeantennen angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich ein Sende-Phasenzentrenabstand zwischen wenigstens zwei der Phasenzentren der Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe kleiner sein, als ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren benachbarter Sendeantennengruppen.
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Erfindungsgemäß sind die Sendeantennen in Sendeantennengruppen angeordnet. Die Sendeantennengruppen sind untereinander in entsprechend größeren Abständen angeordnet als die Sendeantennen einer Sendeantennengruppe untereinander. Auf diese Weise können die Längen der benötigten Antennenzuleitungen insgesamt verringert werden. So kann die Leistungsfähigkeit des Radarsystems insgesamt verbessert werden.
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Die Winkelauflösung des Radarsystems ist durch die geometrische Ausdehnung der Verteilung der Antennen bestimmt. Die Länge der Antennenzuleitungen beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Radarsystems. Je kürzer die Antennenzuleitungen sind, umso geringer sind die Leitungsverluste, wodurch die Leistungsfähigkeit des Radarsystems verbessert wird. Mithilfe der Erfindung können die Antennen entsprechend großflächig verteilt angeordnet sein, ohne dass die Länge der Antennenzuleitungen maßgeblich vergrößert werden muss.
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Mithilfe der Erfindung kann ein hochauflösendes Radarsystem, ein sogenanntes HD-Radarsystem, mit einer großen Anzahl von Sende- und Empfangskanälen, insbesondere mit 12 Sendeantennen und 16 Empfangsantennen oder mehr, realisiert werden. Mit dem HD-Radarsystemen können Objekte innerhalb eines großen Erfassungsbereichs, sowohl in Bezug auf Richtung als auch auf die Reichweite, detektiert werden. Mit der Erfindung kann die Sendeleistung der Sendeantennen vergrößert werden, sodass die maximal erzielbare Detektionsreichweite vergrößert werden kann. Die Erfindung ermöglicht ein effizientes Design der Antennen, welche eine direkte positive Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit des Radarsystems in Bezug auf die erzielbare Detektionsreichweite hat.
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Vorteilhafterweise kann das Radarsystem, insbesondere HD-Radarsystem, nach einem MIMO-Verfahren betrieben werden. Auf diese Weise können hohe Winkelauflösungen erzielt werden. Mit der Erfindung kann eine hohe Anzahl an virtuellen Kanälen durch eine geometrische Faltung der Positionen von Sendeantennen und Empfangsantennen, insbesondere von deren Phasenzentren, erzielt werden.
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Mit der Erfindung wird eine geometrische Anordnung der Sendeantennen und/oder der Empfangsantennen erreicht, die eine möglichst hohe Sendeleistung ermöglicht. Dadurch kann eine möglichst hohe Detektionsreichweite zu erzielt werden.
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Gemäß der Erfindung werden die Abstände zwischen Sendeantennen und Empfangsantennen so aufgeteilt, dass möglichst kurze Antennenzuleitungen zwischen der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit und den Sendeantennen und zwischen der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit und den Empfangsantennen realisiert werden können. Auf diese Weise können die Verluste in den Antennenzuleitungen verringert werden.
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Erfindungsgemäß können alle Sendeantennen, die einer gemeinsamen Antennenelektronikeinheit zugeordnet sind, in einer Sendeantennengruppe mit geringeren Abständen, insbesondere einem Sende-Phasenzentrenabstand, untereinander angeordnet werden, als die Sendeantennengruppe untereinander. Auf diese Weise kann ein großflächiges Antennen-Array mit größeren Abständen zwischen den Antennenelektronikeinheiten bei gleichzeitig verhältnismäßig kurzen Antennenzuleitungen realisiert werden. Der Sende-Phasenzentrenabstand kann auch als „Basisabstand“ bezeichnet werden.
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Vorteilhafterweise kann jede Sendeantennengruppe einer eigenen Antennenelektronikeinheit zugeordnet sein. Auf diese Weise können mehrere Antennenelektronikeinheiten verteilt angeordnet sein. Die jeweiligen Antennenzuleitungen können so entsprechend kurz gehalten werden.
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Ein Teil der Empfangsantennen kann in wenigstens einer zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein. Der Abstand der Empfangs-Phasenzentren der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe kann ein entsprechend Vielfaches des Sende-Phasenzentrenabstands sein. Die zentrale Empfangsantennengruppe kann linear angeordnet sein. Auf diese Weise kann sie zur Bestimmung eines ersten Richtungswinkels, insbesondere eines Azimut, verwendet werden.
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Außerdem können weitere Empfangsantennen, insbesondere in äußeren Empfangsantennengruppen, flächig angeordnet sein. Mithilfe der äußeren Empfangsantennengruppe kann ein zweiter Richtungswinkel, insbesondere die Elevation, bestimmt werden.
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Bei einer räumlich horizontalen Ausrichtung der Sendeantennen-Orientierungsachse und der Empfangsantennen-Orientierungsachse kann das Radarsystem für eine Bestimmung des Azimut eingesetzt werden. Dabei kommen im Wesentlichen die Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe zum Einsatz.
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Vorteilhafterweise können mit der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit die Radarsignale erzeugt werden, welche mit den Sendeantennen ausgesendet werden können. Ferner können mit der wenigstens eine Antennenelektronikeinheit vorteilhafterweise die Echosignale wenigstens zum Teil verarbeitet werden. Auf diese Weise kann die Signalverarbeitung relativ nahe an den entsprechenden Sendeantennen und Empfangsantennen erfolgen. Die Antennenzuleitungen können so entsprechend kurz gehalten werden, wodurch die Leitungsverluste entsprechen verringert werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Antennenelektronikeinheit mit einer insbesondere elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung des Radarsystems verbunden sein. Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung können aus den Sendesignalen und den Empfangssignalen entsprechende Objektinformation, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von erfassten Zielobjekten relativ zum Radarsystem ermittelt werden.
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Funktionen von wenigstens einer Antennenelektronikeinheit und der Steuer- und Auswerteeinrichtung können kombiniert sein. Die Antennenelektronikeinheiten und/oder die Steuer- und Auswerteeinrichtung können auf softwaremäßigem und/oder hardwaremä-ßigem Wege realisiert sein.
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Vorteilhafterweise können die Phasenzentren von Antennen die räumliche Position der Antennen definieren. Die Phasenzentren liegen in der Regel räumlich im Zentrum eines Antennenarrays, insbesondere eines linearen Arrays. Ein Antennenarray umfasst mehrere Einzelelemente, insbesondere Einzelstrahler oder einzelne Empfangselemente.
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Vorteilhafterweise kann das Sendegruppenzentrum einer Antennengruppe die räumliche Position dieser Antennengruppe definieren. Die Sendegruppenzentren liegen in der Regel räumlich im Zentrum einer Gruppe von mehreren Antennen, insbesondere Antennenarrays. Vorteilhafterweise können die Sendegruppenzentren räumlich im Zentrum einer Anordnung von Phasenzentren mehrerer Antennen liegen.
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Die Erfindung kann bei einem Radarsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch bei Radarsystemen im stationären Betrieb eingesetzt werden.
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Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Mit dem Radarsystem können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein weiterer Teil der Empfangsantennen in wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeordnet sein. Mit den Empfangsantennen der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe können sogenannte „virtuelle Sparse Arrays“ realisiert werden, mit welchen eine Bestimmung der Elevation ermöglicht wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- - wenigstens ein weiterer Teil der Empfangsantennen in wenigstens zwei äußeren Empfangsantennengruppe mit wenigstens zwei Empfangsantennen angeordnet sein,
- - wobei wenigstens zwei der wenigstens zwei äußeren Empfangsantennengruppen auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sind. Auf diese Weise die Bestimmung der Elevation verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- - wenigstens eine Sendeantenne als lineares Array mit einer Mehrzahl von Einzelstrahlern aufgebaut sein, die entlang einer Sendeantennenachse der Sendeantenne angeordnet sind,
- - und/oder wenigstens eine Empfangsantenne kann als lineares Array mit einer Mehrzahl von Einzel-Empfangselementen aufgebaut sein, die entlang einer Empfangsantennenachse der Empfangsantenne angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Richtwirkung der Antennen verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der Sendeantennenachsen und/oder wenigstens ein Teil der Empfangsantennenachsen parallel zueinander und/oder senkrecht zu wenigstens einer Antennen-Orientierungsachse verlaufen. Auf diese Weise kann eine einheitliche Polarisation erreicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei, insbesondere alle, Sendeantennen gleich aufgebaut sein und/oder wenigstens zwei, insbesondere alle, Empfangsantennen können gleich aufgebaut sein. Auf diese Weise kann eine homogene Abstrahlcharakteristik bei den Sendeantennen erreicht werden. Entsprechend kann eine homogene Empfangscharakteristik bei den Empfangsantennen erreicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Radarsystem mehrere Antennenelektronikeinheiten aufweisen und jede der Antennenelektronikeinheiten kann über entsprechende Antennenzuleitungen mit wenigstens einer Sendeantenne und wenigstens einer Empfangsantenne verbunden sein. Auf diese Weise kann eine Antennenelektronikeinheit, wenigstens eine Sendeantenne und wenigstens eine Empfangsantenne als Einheit realisiert sein. Auf diese Weise können entsprechend kurze Antennenzuleitungen ermöglicht werden.
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Vorteilhafterweise können eine zentrale Empfangsantennengruppe und wenigstens eine äußere Empfangsantennengruppe nicht mit derselben Antennenelektronikeinheit verbunden sein. Auf diese Weise können die jeweiligen Antennenelektronikeinheiten räumlich näher an den entsprechenden Empfangsantennengruppen angeordnet sein. So können die entsprechenden Längen von Verbindungsleitungen weiter verringert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Sendeantennen, insbesondere Sendeantennengruppe, und die Empfangsantennen, insbesondere Empfangsantennengruppen, in räumlich gegenüberliegenden Bereichen relativ zu der wenigstens einen Antennenelektronikeinheit angeordnet sein. Auf diese Weise können gegenseitigen Störungen für die Sende- und Empfangsantennen verringert werden.
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Vorteilhafterweise können die Antennenelektronikeinheiten insbesondere äquidistant entlang einer Antennenelektronik-Orientierungsachse angeordnet sein. Auf diese Weise können die die Antennenelektronikeinheiten gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Vorteilhafterweise können die Sendeantennen und die Empfangsantennen auf gegenüberliegenden Seiten der Antennenelektronik-Orientierungsachse angeordnet sein. So können gegenseitigen Störungen der Sendeantennen und Empfangsantennen verringert werden bei gleichzeitiger Reduzierung der Länge der Antennenzuleitungen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei, insbesondere alle, Sendeantennengruppen die gleiche Anzahl an Sendeantennen aufweisen. Auf diese Weise kann die Senderseite des Radarsystems homogener aufgebaut werden. So kann auch eine homogenere Abstrahlung von Radarsignalen ermöglicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Radarsystem weniger Sendeantennen als Empfangsantennen aufweisen. Auf diese Weise kann ein Stromverbrauch verringert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Verhältnis der Anzahl von Sendeantennen zu Empfangsantennen 3 zu 4 betragen. Es hat sich gezeigt, dass sich dieses Verhältnis günstig auf die Performance des Radarsystems auswirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- - ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren von wenigstens zwei, insbesondere von allen, benachbarten Sendeantennengruppen das Produkt aus einem Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasenzentren von Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe, der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und der Anzahl von Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe sein
- - und/oder ein Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasenzentren von Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe kann die halben Wellenlänge der Radarsignale sein
- - und/oder ein Sendegruppenabstand zwischen Sendegruppenzentren von wenigstens zwei, insbesondere von allen, benachbarten Sendeantennengruppen kann das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl von Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale sein.
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Auf diese Weise kann in Kombination mit einer entsprechenden Anordnung der Empfangsantennen ein reguläres virtuelles Array realisiert werden. Reguläre virtuelle Arrays haben den Vorteil, dass sie einen entsprechend niedrigen Side-Lobe-Level bei den Radarsignalen realisieren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Sende-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen benachbarten Sendeantennen wenigstens einer, insbesondere aller, Sendeantennengruppen identisch sein. Auf diese Weise kann die Sendeseite des Radarsystems homogener aufgebaut sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- - Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen Empfangs-Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe identisch sein
- - und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen Empfangs-Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe können das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und einem Sende-Phasenzentrenabstand zwischen benachbarten Phasenzentren von Sendeantennen innerhalb einer Sendeantennengruppe sein
- - und/oder Empfangs-Phasenzentrenabstände jeweils zwischen zwei Empfangs-Phasenzentren von benachbarten Empfangsantennen einer zentralen Empfangsantennengruppe können das Produkt aus der Anzahl von Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale sein.
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Auf diese Weise kann die Realisierung eines regulären virtuellen Arrays mit den Sendeantennen und den Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei äußere Empfangsantennengruppen, insbesondere zwei auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnete äußere Empfangsantennengruppen, bezüglich der Anordnung ihrer Empfangsantennen, insbesondere ihrer Empfangs-Phasenzentren, relativ zueinander identisch sein. Auf diese Weise kann die Winkelauflösung des Radarsystems weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- - wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe nicht auf der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein
- - und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein
- - und/oder wenigstens zwei Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können im gleichen Abstand zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein.
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Auf diese Weise kann die Fläche, entlang der die entsprechenden Empfangsantennen verteilt sind, vergrößert und/oder gleichmäßiger mit Empfangsantennen ausgefüllt werden. So kann die Winkelauflösung weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können mehrere Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten einer gedachten Achse angeordnet sein, welche parallel zur Empfangsantennen-Orientierungsachse verläuft. Auf diese Weise kann die Fläche, auf der sich die Empfangs-Phasenzentren befinden, gleichmäßiger ausgefüllt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
wenigstens ein Empfangs-Phasenzentrum wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe kann in einem Abstand zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe angeordnet sein, der doppelt so groß ist wie ein Abstand wenigstens eines anderen Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe. ,
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Auf diese Weise kann eine Realisierung von flächig verteilten virtuellen Sparse Teil-Arrays verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
- - wenigstens zwei, insbesondere alle, benachbarten Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe in demselben Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu dem jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentrum angeordnet sein
- - und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können in einem Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren angeordnet sein, welcher das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und einem Sende-Phasenzentrenabstand ist,
- - und/oder wenigstens zwei benachbarte Empfangs-Phasenzentren wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe können in einem Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse der zentralen Empfangsantennengruppe zu den jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentren angeordnet sein, welcher das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale ist.
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Auf diese Weise können die Empfangsantennen der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse betrachtet gleichmäßiger verteilt angeordnet sein. So kann die Empfangscharakteristik weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
- - ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse kleiner sein als ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer anderen äußeren Empfangsantennengruppe, welches auf der gegenüberliegenden Seite der zentralen Empfangsantennengruppen am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens eine anderen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt,
- - und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe und einem Sende-Phasenzentrenabstand sein
- - und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale sein
- - und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe und einem Sende-Phasenzentrenabstand zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe mit einem Sende-Phasenzentrenabstand sein
- - und/oder ein Abstand in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse eines Empfangs-Phasenzentrums wenigstens einer äußeren Empfangsantennengruppe, welches der zentralen Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, zu einem Empfangs-Phasenzentrum der zentralen Empfangsantennengruppe, welches der wenigstens einen äußeren Empfangsantennengruppe am nächsten liegt, kann das Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe, der Anzahl der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe und der halben Wellenlänge der Radarsignale zuzüglich dem Produkt aus der Anzahl der Sendeantennen pro Sendeantennengruppe mit einem Sende-Phasenzentrenabstand sein.
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Auf diese Weise kann die Realisierung von virtuellen Sparse Teil-Arrays mithilfe der äußeren Empfangsantennengruppen weiter verbessert werden. So kann eine Winkelmessung, insbesondere eine Messung der Elevation, senkrecht zu der Winkelmessung, einer Messung des Azimut, welche mit den Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe erfolgt, verbessert werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass
- - die Radarsignale von Sendeantennen ausgesendet werden, welche in Sendeantennengruppe angeordnet werden, und die Echos mit Empfangsantennen empfangen werden, welche in Empfangsantennengruppen angeordnet werden,
- - aus wenigstens einer geometrischen Faltung der Positionen der Sendeantennen und der Empfangsantennen ein virtuelles Array realisiert werden,
- - wobei durch wenigstens eine geometrische Faltung der Positionen wenigstens eines Teils der Sendeantennen und wenigstens eines Teils der Empfangsantennen ein reguläres virtuelles Teil-Array realisiert wird.
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Mit einem regulären virtuellen Teil-Array kann ein geringer Side-Lobe-Level bei den Radarsignalen realisiert werden.
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Vorteilhafterweise können die Positionen der Sendeantennen durch entsprechende Sende-Phasenzentren und/oder die Positionen der Empfangsantennen durch entsprechende Empfangs-Phasenzentren vorgegeben werden. Auf diese Weise können die Positionen von flächig ausgedehnten Antennen, insbesondere Antennen-Arrays, besser definiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Radarsignale unter Verwendung eines Beamforming-Verfahrens und/oder eines Beamsteering-Verfahrens abgestrahlt werden. Auf diese Weise können die Sendeleistung und/oder die Detektionsreichweite des Radarsystems verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können zwei oder mehr Sendeantennen phasenkohärent Radarsignale abstrahlen.
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Vorteilhafterweise können die Sendeantennen in einem Beamforming-Modus phasenkohärent angesteuert werden. Dadurch ergibt sich bereits bei der Kombination von zwei Sendeantennen eine vierfache Erhöhung der Sendeleistung im Hauptmaximum der Radarsignale. Die Sendeleistung setzt sich zusammen aus der doppelten Sendeleistung zuzüglich eines Gewinns durch die Richthöhe. Bei der Nutzung von zwei kohärenten Sendeantennen addiert sich die Feldstärke. Eine Verdopplung der Feldstärke entspricht der Vervielfachung der Sendeleistung. Allgemein entspricht der Gewinn dem Quadrat der Anzahl der genutzten Sendeantennen. Die Kombination von insbesondere drei Sendeantennen steigert den Gewinn im Maximum bereits um den Faktor 9.
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Vorteilhafterweise kann zusätzlich oder alternativ eine Umschaltung zwischen einem Beamforming-Modus mit einer erhöhten Reichweite und einem klassischen MIMO-Betrieb mit einer erhöhten Winkelauflösung durchgeführt werden. Auf diese Weise können je nach Bedarf die Reichweite erhöht oder alternativ die Auflösung verbessert werden.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
- 1 ein Kraftfahrzeug in der Vorderansicht mit einem Fahrerassistenzsystem und einem MIMO-Radarsystem zu Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
- 2 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus der 1 ;
- 3 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug aus den 1 und 2;
- 4 eine Vorderansicht der Antennen und der Antennenelektronikeinheiten des Radarsystems aus den 1 bis 3 von dem Überwachungsbereich aus betrachtet;
- 5 eine nicht maßstabsgetreue Anordnung der Sende-Phasenzentren der Sendeantennen des Radarsystems entsprechend der Vorderansicht aus der 4;
- 6 eine nicht maßstabsgetreue Anordnung der Empfangs-Phasenzentren der Empfangsantennen des Radarsystems entsprechend der Vorderansicht aus der 4;
- 7 einen Darstellung eines virtuellen Arrays, das mittels geometrischer Faltung der Positionen der Sende-Phasenzentren und der Empfangs-Phasenzentren entsprechend der Darstellungen aus den 5 und 6 ermittelt ist.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 in einer Seitenansicht. In 3 ist das Kraftfahrzeug 10 in einer Draufsicht dargestellt.
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Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12. Das Radarsystem 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Radarsystem 12 kann ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das Radarsystem 12 kann auch an anderer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Mit dem Radarsystem 12 können Entfernungen r und Richtungen, beispielsweise in Form des Azimut φ und der Elevation Θ, von Objekten 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10, respektive zum Radarsystem 12, ermittelt werden.
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Bei den Objekten 18 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln.
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Der besseren Orientierung wegen sind in den 1 bis 3, sowie in den weiter unten erläuterten 4 bis 7, die entsprechenden Koordinatenachsen eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems eingezeichnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die x-Achse in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die y-Achse erstreckt sich entlang einer Fahrzeugquerachse und die z-Achse erstreckt sich senkrecht zur x-y-Ebene nach räumlich oben. Wenn das Kraftfahrzeug 10 sich betriebsgemäß auf einer horizontalen Fahrbahn befindet, erstrecken sich die x-Achse und die y-Achse räumlich horizontal und die z-Achse räumlich vertikal.
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Das Radarsystem 12 ist als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar in Form eines hochauflösenden (HD) MIMO-Radarsystems ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem hochauflösenden Radarsystem 12 können Objekte 18 in großen Reichweiten mit einer großen Winkelauflösung beispielsweise in Bezug auf Azimut Θ und Elevation φ erfasst werden.
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Das Radarsystem 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 20 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann das Kraftfahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Das Radarsystem 12 umfasst ein MIMO-Array 22 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 24. Das MIMO-Array 22 verfügt über beispielhaft vier Antennenelektronikeinheiten 26 beispielhaft in Form von elektronischen Chips. Die Antennenelektronikeinheiten 26 sind nebeneinander auf gleicher Höhe äquidistant entlang einer Antennenelektronik-Orientierungsachse 66 angeordnet. Die Antennenelektronik-Orientierungsachse verläuft beispielhaft parallel zur y-Achse.
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Jeder Antennenelektronikeinheiten 26 sind drei Sendeantennen 28 und vier Empfangsantennen 30 zugeordnet. Die Sendeantennen 28 und die Empfangsantennen 30 sind jeweils als lineare Arrays ausgebildet. Jede Sendeantenne 28 verfügt über eine Mehrzahl von Einzelstrahlern 32, welche linear in Richtung einer jeweiligen Sendeantennenachse 34 arrangiert sind. Entsprechend verfügt jede Empfangsantenne 30 über eine Mehrzahl von Einzelempfangselemente 36. Die Einzelempfangselemente 36 jeder Empfangsantenne 30 sind entlang einer jeweiligen Empfangsantennenachse 38 angeordnet. Die Sendeantennenachsen 34 aller Sendeantennen 28 und die Empfangsantennenachse 38 aller Empfangsantennen 30 sind parallel zu einander und parallel zur z-Achse angeordnet. Jede Sendeantenne 28 und jede Empfangsantenne 30 ist über eine entsprechende Antennenzuleitung 40 mit der jeweiligen Antennenelektronikeinheit 26 verbunden.
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Jede Sendeantenne 28 verfügt über ein entsprechendes Sende-Phasenzentrum 42, welches die jeweilige Sendeantenne 28 repräsentiert. Entsprechend verfügt jede Empfangsantenne 30 über ein Empfangs-Phasenzentrum 44, welches die entsprechende Empfangsantenne 30 repräsentiert.
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Die jeweils drei Sendeantennen 28, welche zur selben Antennenelektronikeinheit 26 gehören, sind als Sendeantennengruppe 46 angeordnet. Jede Sendeantennengruppe 46 wird durch ein Sendegruppenzentrum 48, welches sich geometrisch beispielhaft zwischen den jeweiligen Sende-Phasenzentren 42 befindet, repräsentiert.
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Die Sende-Phasenzentren 42 aller Sendeantennen 28 sind auf derselben Sendeantennen-Orientierungsachse 50 angeordnet. Die Sendeantennen-Orientierungsachse 50 verläuft beispielhaft parallel zur y-Achse in der gleichen Ebene, in der sich auch Antennenelektronik-Orientierungssachse 66 befinden.
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Mit den Sendeantennen 28 können jeweilige Radarsignale 52 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Echos 54 der Radarsignale 52, welche an einem Objekt 18 reflektiert und zum Radarsystem 12 zurückgesendet werden, können mit den Empfangsantennen 30 empfangen werden. Aus den Radarsignalen 52 und den Echos 54 können mithilfe der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 die Entfernung r, der Azimut φ und die Elevation Θ des entsprechenden Ziels des Objekts 18 relativ zum Radarsystem 12 ermittelt werden.
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Die Sendeantennen-Orientierungsachse 50 und damit auch die Sendeantennen 28 befinden sich beispielhaft räumlich oberhalb der Antennenelektronikeinheiten 26.
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Die Empfangsantennen 30 befinden sich beispielhaft räumlich unterhalb der jeweiligen Antennenelektronikeinheiten 26. Die vier Empfangsantennen 30, welche den inneren beiden Antennenelektronikeinheiten 26 zugeordnet sind, sind als zentrale Empfangsantennengruppe 56 gruppiert.
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Die Empfangs-Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 sind äquidistant entlang einer Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 verläuft beispielhaft parallel zur Sendeantennen-Orientierungsachse 50, also parallel zur y-Achse. Die Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 liegt in der gleichen Ebene wie die Antennenelektronik-Orientierungsachse 66 und die Sendeantennen-Orientierungsachse 50.
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Zwei äußere Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Empfangsantennengruppe 56, in den 4 und 6 links und rechts, angeordnet. Die äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind bezüglich der Anordnung ihrer jeweiligen Empfangs-Phasenzentren 44 identisch.
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Jede äußere Empfangsantennengruppe 60a und 60b umfasst vier Empfangsantennen 30 mit entsprechenden Empfangs-Phasenzentren 44. Jeweils zwei der Empfangs-Phasenzentren 44 einer äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind in der 6 oberhalb der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die zwei anderen Empfangs-Phasenzentren 44 der jeweiligen äußeren Empfangsantennengruppen 60a sind unterhalb der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Die Empfangs-Phasenzentren 44 der äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58, nicht auf der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58, angeordnet.
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In der 5 ist die Anordnung der Sende-Phasenzentren 42 nicht maßstabsgetreu gezeigt.
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Die Sende-Phasenzentrenabstände d1 jeweils zwischen benachbarten Sendeantennen 28 aller Sendeantennengruppen 46 sind identisch. Die Beträge der Sende-Phasenzentrenabstände d1 entsprechen der halben Wellenlänge λ der Radarsignale 52. Es gilt d1 = λ/2.
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Ein jeweiliger Sendegruppenabstand d2 zwischen Sendegruppenzentren 48 der jeweils benachbarten Sendeantennengruppen 46 ist das Produkt aus dem Sende-Phasenzentrenabstand d1, der Anzahl N von Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46 und der Anzahl K von Empfangsantennen 30 der zentralen Empfangsantennengruppe 56. Es gilt d2 = N * K * λ/2 ist = 3 * 8 * λ/2 = 12 λ.
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In der 6 ist die Anordnung der Empfangs-Phasenzentren 44 nicht maßstabsgetreu gezeigt.
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Empfangs-Phasenzentrenabstände d3 jeweils zwischen Empfangs-Phasenzentren 44 von benachbarten Empfangsantennen 30 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 sind identisch.
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Die Empfangs-Phasenzentrenabstände d3 sind das Produkt aus der Anzahl N von Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46 und dem Sende-Phasenzentrenabstand d1. Es gilt d3 = N * d1 = 3 * λ/2.
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Bei der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a sind die beiden Empfangs-Phasenzentren 44, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 abgewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen Orientierungsachse 58 befinden, im gleichen Abstand d4 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Der Abstand d4 wird entsprechend eines gewünschten Eindeutigkeitsbereichs der Elevationsmessung gewählt. Es gilt d4 = 2 * λ.
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Die beiden Empfangs-Phasenzentren 44 der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 zugewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen Orientierungsachse 58 befinden, sind im gleichen Abstand d5 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet. Der Abstand d5 ist doppelt so groß wie der Abstand d4. Es gilt d5 = 2 * d4 = 4 * λ.
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Bei der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b sind die beiden Empfangs-Phasenzentren 44, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 zugewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 befinden, im gleichen Abstand d4 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet.
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Die beiden Empfangs-Phasenzentren 44 der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b, welche sich auf der der zentralen Empfangsantennengruppe 56 abgewandten Seite auf gegenüberliegenden Seiten der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 befinden, sind im gleichen Abstand d5 zu der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 angeordnet.
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Die benachbarten Empfangs-Phasenzentren 44 der beiden äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b sind in demselben Abstand d5 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 zu dem jeweils benachbarten Empfangs-Phasenzentrum 44 angeordnet, wie die Empfangs-Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56.
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Ein Abstand d6 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Empfangs-Phasenzentrums 44 der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a, welches der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs-Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der linken äußeren Empfangsantennengruppe 60a am nächsten liegt, ist kleiner als ein Abstand d7 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Empfangs-Phasenzentrums 44 der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b, welches auf der gegenüberliegenden Seite der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs-Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b am nächsten liegt.
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Der Abstand d6 ist das Produkt aus der Anzahl N der Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46, der Anzahl K der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe 56 und dem Sende-Phasenzentrenabstand d1. Es gilt d6 = N * K * d1 = 3 * 8 * λ/2 = 12 λ
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Ein Abstand d7 in Richtung der Empfangsantennen-Orientierungsachse 58 des Empfangs-Phasenzentrums 44 der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b, welches der zentralen Empfangsantennengruppe 56 am nächsten liegt, zu dem Empfangs-Phasenzentrum 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, welches der rechten äußeren Empfangsantennengruppe 60b am nächsten liegt, ist das Produkt aus der Anzahl N der Sendeantennen 28 pro Sendeantennengruppe 46, der Anzahl K der Empfangsantennen der zentralen Empfangsantennengruppe 56 und dem Sende-Phasenzentrenabstand d1 zuzüglich N * d1. Es gilt d7 = N * K *d1 + N * d1 = 3 * 8 * λ/2 + 3*λ/2 = 13,5 λ.
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Aus einer geometrischen Faltung der Positionen der Sende-Phasenzentren 42 und der Empfangs-Phasenzentren 44wird ein virtuelles Array 62 erzeugt. Das virtuelle Array 62 ist in der 7 in Bezug auf die entsprechenden Sendephasenzentren 42 und die Empfangs-Phasenzentren 44 dargestellt. Dabei sind die Koordinaten in der entsprechenden y-z-Ebene bezüglich der Wellenlänge λ der Radarsignale 52 normiert. Die Sendeantennengruppen 46 sind als schwarze Quadrate angedeutet. Die Empfangs-Phasenzentren 44 sind als schwarze Dreiecke angedeutet.
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Bei der Faltung der Positionen der Sende-Phasenzentren 42 und der Empfangs-Phasenzentren 44 der zentralen Empfangsantennengruppe 56 wird ein zentrales virtuelles Teil-Array 62a realisiert. Das zentrale virtuelle Teil-Array 62a ist in der 7 als langgestreckter quadratischer Rahmen angedeutet. Insgesamt verfügt das zentrale virtuelle Teil-Array 62 über 96 Elemente, welche nebeneinander entlang der Sendeantennen-Orientierungsachse 50 angeordnet sind. Die Anzahl der Elemente des regulären virtuellen Teil-Arrays 62a bestimmt sich aus dem Produkt der Anzahl der beteiligten Sendeantennen 28, beispielhaft nämlich 12, und der Anzahl K der Empfangsantennen 30 der zentralen Empfangsantennengruppe 56, beispielhaft nämlich 8.
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Aus den Sendeantennen 28 und der Empfangsantennen 30 der äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b ergibt sich ein virtuelles Sparse-Teil-Array 62b. Die Elemente 64 des virtuellen Sparse-Teil-Arrays 62b sind oberhalb und unterhalb dem zentralen virtuellen Array 62a flächig verteilt angeordnet. In der 7 sind die Elemente 64 als länglicher quadratischer Rahmen angedeutet. Das Sparse-Teil-Array 64 verfügt insgesamt über beispielhaft 96 Elemente 64. Die Anzahl der Elemente 64 des Sparse-Teil-Arrays 62b entspricht dem Produkt aus der Anzahl der beteiligten Sendeantennen 28, beispielhaft 12, und den beteiligten Empfangsantennen 30 der äußeren Empfangsantennengruppen 60a und 60b, beispielhaft 8. Mithilfe des Sparse-Teil-Arrays 62b kann die Elevation φ ermittelt werden.
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Durch die spezielle erfindungsgemäße Anordnung der Sendeantennen 28 und der Empfangsantennen 30 kann, wie in der 7 gezeigt, eine flächige Anordnung von Elementen eines virtuellen Arrays 62 erreicht werden. Gleichzeitig können die Längen der Antennenzuleitungen 40 auf ein verhältnismäßig geringes Maß beschränkt werden. Durch die entsprechend kurz gehaltenen Antennenzuleitungen 40 werden entsprechende Leitungsverluste insgesamt verringert. Da es sich bei den Signalen zwischen den Antennenelektronikeinheiten 26, den Sendeantennen 28 und den jeweiligen Empfangsantennen 30 um Hochfrequenzsignale handelt, kann dadurch der Leitungsverlust um ein beträchtliches Maß, welches in der Regel etwa 1 dB pro cm Leitungslänge beträgt, verringert werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sendeantennen 28, der Empfangsantennen 30 und der jeweiligen Antennenelektronikeinheiten 26 werden die Leitungsverluste geringgehalten und die Leistungsfähigkeit des Radarsystems 12 insgesamt vergrößert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018200751 A1 [0003]
