EP4189777A2 - Radarsystem, antennenarray für ein radarsystem, fahrzeug mit wenigstens einem radarsystem und verfahren zum betreiben wenigstens eines radarsystems - Google Patents

Radarsystem, antennenarray für ein radarsystem, fahrzeug mit wenigstens einem radarsystem und verfahren zum betreiben wenigstens eines radarsystems

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Publication number
EP4189777A2
EP4189777A2 EP21749603.3A EP21749603A EP4189777A2 EP 4189777 A2 EP4189777 A2 EP 4189777A2 EP 21749603 A EP21749603 A EP 21749603A EP 4189777 A2 EP4189777 A2 EP 4189777A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antennas
radar system
receiving
signals
array
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.)
Pending
Application number
EP21749603.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Vanaev
Waqas MALIK
Christian Sturm
Stefan Görner
Urs LÜBBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP4189777A2 publication Critical patent/EP4189777A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
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    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G01S2013/0254—Active array antenna

Definitions

  • Radar system antenna array for a radar system, vehicle with at least one radar system and method for operating at least one radar system Technical field
  • the invention relates to a radar system for monitoring at least one surveillance area for objects, with a plurality of transmitting antennas which can be controlled with respective transmission signals and with which corresponding radar signals can be sent into at least one surveillance area, with a plurality of receiving antennas with which Echoes of transmitted radar signals can be received and converted into corresponding received signals, and with at least one control and evaluation device which is connected to the transmitting antennas and the receiving antennas, with which transmit signals for controlling the transmitting antennas are generated and with which object information from with objects detected by the radar signals can be determined.
  • the invention relates to an antenna array for a radar system for monitoring at least one monitoring area for objects, with a plurality of transmitting antennas which can be controlled with respective transmission signals and with which corresponding radar signals can be transmitted, and with a plurality of receiving antennas with which echoes received by transmitted Ra darsignalen and can be converted into corresponding received signals.
  • the invention also relates to a vehicle with at least one radar system for monitoring at least one monitoring area for objects, with at least one radar system having a plurality of transmitting antennas that can be controlled with respective transmission signals and with which corresponding radar signals are sent into at least one monitoring area can be, a plurality of receiving antennas, with which echoes of transmitted radar signals can be received and converted into corresponding received signals, and at least one control and evaluation device, which is connected to the transmitting antennas and the receiving antennas, with the transmitted signals for controlling the Transmitting antennas are generated and can be used to determine object information from objects detected by the radar signals from received signals.
  • the invention also relates to a method for operating a radar system, which is used to monitor at least one monitoring area for objects, with the method controlling a plurality of transmitting antennas with transmission signals and corresponding radar signals being sent into a monitoring area with a plurality of receiving antennas Echoes are received from the transmitted radar signals and converted into corresponding received signals and the Emp catch signals are signal-processed, from the received signals object information about objects in the surveillance area can be determined rich.
  • a method for operating a radar device and a radar device are known from DE 10 2018 118 238 A1.
  • transmission signals are transmitted into a monitoring area using at least two transmission antenna elements arranged at a distance from one another. If necessary, echo signals reflected by at least one object present in the surveillance area are received with at least one receiving array element. At least one piece of object information is determined from the echo signals.
  • the radar device is optionally operated in a range operating mode in which the same transmission signals are transmitted simultaneously with the at least two transmitting antenna elements and a distance and/or a speed of the at least one object relative to the radar device is determined from the corresponding echo signals, or in a directional operating mode in which the at least two transmitting antenna elements are used to transmit distinguishable transmission signals, which are assigned correspondingly distinguishable echo signals to the transmitting antenna elements and at least one direction component of the object is determined.
  • the object of the invention is to design a radar system, an antenna array, a vehicle and a method of the type mentioned at the outset, in which the performance of the radar system is improved in relation to the detection range of the radar system and the angular resolution when determining a direction.
  • this object is achieved in the radar system in that the respective phase centers of at least four receiving antennas are arranged on an imaginary receiver longitudinal axis, the respective phase centers of at least two adjacent receiving antennas being arranged at a base distance from one another and the respective phase centers of at least two adjacent receiving antennas are arranged at a respective receiver longitudinal distance from one another which is greater than the base distance.
  • four receiving antennas are arranged next to one another along an imaginary longitudinal axis of the receiver. At least two receiving antennas are arranged at a base distance. In this way, unambiguous direction determinations can be made with the receiving antennas. At least two receiving antennas are spaced apart. In this way, the receiving antenna arrangement can be made larger overall. In this way, the aperture of the radar system can be increased.
  • the receiving antenna arrangement according to the invention can be used both for using the radar system in a directional operating mode in which the transmitting antennas are controlled with different transmission signals and in a range operating mode in which the transmitting antennas are controlled with the same transmission signal.
  • At least one longitudinal distance between the receivers can be an integer multiple of the base distance, in particular plus or minus a tolerance.
  • the expansion of the receiving antennas can be increased order in the direction of the longitudinal axis of the receiver.
  • a correspondingly large virtual receiving antenna array which is gebil det from the transmitter arrangement and the receiver arrangement, allow a correspondingly large aperture.
  • phase centers of two receiving antennas located on the outside of the longitudinal axis of the receiver can be arranged at the base distance. In this way, a corresponding virtual receiving antenna array can be implemented in the directional operating mode of the radar system, which enables better angular resolution.
  • the phase centers of at least two mutually adjacent receiving antennas can be arranged on the same side of the phase centers of two receiving antennas arranged at a base distance, with a longitudinal receiver distance between the phase center of the receiving antenna that is associated with the two receiving antennas arranged at a base distance is closest, and the phase center of the closest of the two base-spaced receive antennas may be less than a receiver longitudinal distance between the phase center of the receive antenna closest to the two base-spaced receive antennas and the phase center of the receive antenna, which is located ent to the two base-spaced receiving antennas ent, or wherein a receiver longitudinal distance between the phase center of the receiving antenna which is closest to the two base-spaced receiving antennas and the phase center of the nearest of the two base-spaced receive antennas may be greater than a receiver longitudinal separation between the phase center of the receive antenna nearest to the two base-spaced receive antennas and the phase center of the receive antenna nearest to the two base-spaced receive antennas arranged receiving antennas ent is located away.
  • a virtual receiving antenna array can be implemented in the directional operating mode of the radar system, which combines a large aperture with a large angular resolution. If the receiver longitudinal spacing of the nearest receiving antenna is smaller than the receiver longitudinal spacing of the remote receiving antenna, the receiving antenna arrangement can be made more compact.
  • the base distance and the two longitudinal distances can advantageously be arranged according to the markings on a Golomb ruler.
  • a correspondingly expanded virtual receiving antenna array can be implemented in the directional operating mode of the radar system, with which a correspondingly large win kelresolution is made possible. In this case, a larger aperture can be made possible in the range operating mode of the radar system.
  • a quotient of a larger of two receiver longitudinal distances between three adjacent receiving antennas and a smaller of the two receiver longitudinal distances can be 1.5 or an integer multiple of 1.5. In this way, the clarity of the angle measurement can be improved.
  • a quotient of a larger of two receiver longitudinal distances between three adjacent receiving antennas and a smaller of the two receiver longitudinal distances can be twice 1.5, ie three.
  • the base distance can correspond to half the wavelength of the radar signals transmitted with the transmitting antennas, in particular plus or minus a tolerance. In this way, in a directional operating mode of the radar system, clearly directed radar signals can be implemented on the transmitter side. In addition, in the direction mode of operation, unambiguous angle measurements can be carried out.
  • At least one transmitting antenna can advantageously have a plurality of antenna elements. In this way, the transmission properties of the at least one transmission antenna to be improved.
  • at least one receiving antenna can advantageously have a plurality of antenna elements. In this way, the receiving properties of the at least one receiving antenna can be improved.
  • the phase centers of the transmission antennas can advantageously be arranged in a transmission antenna plane. In this way, the positions of the phase centers can be defined more easily. In this way, more precise radar measurements can be carried out.
  • the main radiation directions of the transmission antennas can run perpendicular to the plane of the transmission antenna. In this way, the main beam directions can be defined more easily.
  • the phase centers of the receiving antennas can advantageously be arranged in one receiving antenna plane. In this way, the positions of the phase centers can be defined more easily. In this way, more precise radar measurements can be carried out.
  • the main reception directions of the reception antennas can advantageously run perpendicular to the plane of the reception antenna. In this way, the main reception directions can be defined more easily.
  • phase centers of the transmitting antennas and the phase centers of the receiving antennas can advantageously be arranged in a common antenna plane. In this way, the positions of the phase centers can be arranged more precisely.
  • At least some of the transmitting antennas can be realized as an antenna array.
  • the transmitting antennas can be manufactured and installed together.
  • At least part of the receiving antennas can advantageously be implemented as an antenna array. In this way, the receiving antennas can be manufactured and assembled together.
  • at least some of the transmitting antennas and at least some of the receiving antennas can advantageously be implemented as a common antenna array. In this way, the transmitting antennas and the receiving antennas can be manufactured and assembled together.
  • the respective phase centers of at least two adjacent transmitting antennas can advantageously be arranged on an imaginary longitudinal axis of the transmitter and the phase center of at least one further transmitting antenna can be arranged at a transverse distance from the transmitter to the longitudinal axis of the transmitter.
  • an imaginary transmitter transverse axis which runs perpendicular to the transmitter longitudinal axis through the phase center of the at least one further transmitting antenna, can be spaced at a base distance from an imaginary transmitter transverse axis, which runs perpendicular to the transmitter longitudinal axis through the phase center of one of the at least two Transmitting antennas runs on the longitudinal axis of the transmitter.
  • a transmitter longitudinal distance between the respective imaginary transmitter transverse axes of the at least two adjacent transmitter antennas on the transmitter longitudinal axis can advantageously be greater than the base distance.
  • At least two transmitting antennas can be arranged along a longitudinal axis of the transmitter. At least one further transmission antenna can be arranged next to the longitudinal axis of the transmitter. The at least one transmitting antenna, which is arranged next to the longitudinal axis of the transmitter, can also be found at the base distance next to the corresponding transmitter transverse axis of at least one of the two other transmitting antennas.
  • the advantageous transmission antenna arrangement can be operated both in a directional operating mode, in which the transmitting antennas can be controlled with different transmission signals, and in a range operating mode, in which the transmitting antennas can be controlled with the same transmission signal.
  • the longitudinal distance between the transmitters can be an integer multiple of the base distance, in particular plus or minus a tolerance
  • the transverse spacing of the transmitter can advantageously be greater than the base spacing
  • the transverse spacing of the transmitter can advantageously be smaller than the longitudinal spacing of the transmitter.
  • a particularly compact transmission antenna arrangement can be implemented in this way.
  • the transverse axis of the transmitter of the at least one further transmission antenna can advantageously be arranged between the transverse axes of the transmitter of the at least two transmission antennas that are adjacent to the longitudinal axis of the transmitter. In this way, the transmitting antenna arrangement can be made even more compact.
  • At least some of the transmission antennas can be controlled at least temporarily with the same transmission signal.
  • At least some of the transmitting antennas can advantageously be controlled at least temporarily with different transmission signals in such a way that the respectively transmitted radar signals can be distinguished at least temporarily, at least on the side of the receiving antennas.
  • At least some of the transmission antennas can advantageously be controllable in a switchable manner using the same transmission signal or different transmission signals.
  • the corresponding transmitting antennas can simultaneously emit the same radar signals.
  • the radar signals from the individual transmitting antennas can be combined to form a common radar signal with greater signal strength. In this way, the detection range can be increased.
  • the operating mode of the radar system in which at least some of the transmission antennas are controlled with the same transmission signal, can be referred to as the range operating mode will.
  • At least two adjacent transmission antennas can advantageously be operated using a beamforming method.
  • the same radar signal can be transmitted with defined phase offsets from a plurality of transmission channels in each case coherently via adjacent transmission antennas, which are arranged in particular at the base distance.
  • the ability to distinguish between the radar signals enables the corresponding echoes of the radar signals, which are received with the receiving antennas, to be assigned to the corresponding transmitting antennas. In this way, the amount of transmission antennas required for determining the direction can be reduced.
  • the operating mode of the radar system in which at least two of the transmitting antennas are controlled in such a way that the respective transmitted radar signals can be distinguished at least temporarily, at least on the side of the receiving antennas, can be referred to as the directional operating mode.
  • At least two of the transmitting antennas can advantageously be operated using a MIMO method.
  • respective radar signals are transmitted by the transmitting antennas, which are at least temporarily distinguishable at least on the receiving antenna side. In this way, the angular resolution can be improved when determining the direction.
  • the fact that at least some of the transmission antennas can be controlled in a switchable manner with the same transmission signal or different transmission signals means that the radar system can be switched between the directional operating mode and the range operating mode.
  • at least some of the transmitting antennas can be switched over automatically and/or as required.
  • the radar system in particular at least one control and evaluation device of the radar system, can have at least one switching device with which the radar system can be switched between an operating mode in which at least some of the transmitting antennas can be controlled with the same transmitting signal, in particular a range operating mode or beamforming mode, and an operating mode in which at least some of the transmission antennas can be controlled with different transmission signals, in particular a direction mode or MIMO mode, can be switched over.
  • a virtual receiving antenna array can be realized when operating the radar system in a direction operating mode, in particular a MIMO mode, which has a large aperture with a large angular resolution combined.
  • Object information in particular distances, directions and/or speeds of objects, in particular object targets, can be determined relative to the radar system with the radar system.
  • Object targets are areas of objects where a reflection of radar signals takes place, which can be received as echoes with the receiving antennas.
  • Direction determination The determination of the direction in which a target is relative to the radar system.
  • the direction can be specified as an angle relative to a reference axis of the radar system, in particular a main beam direction of the transmitting antennas.
  • the longitudinal axis of the transmitter and/or the longitudinal axis of the receiver and the main beam directions of the transmitting antennas can be spatially aligned horizontally.
  • a horizontally extending surveillance area can be monitored with angular resolution.
  • the direction can be determined as an azimuth.
  • the radar system can advantageously have means for controlling the transmission antennas, in particular for generating transmission signals. Furthermore, the radar system Have means for processing the received signals.
  • the means for controlling and/or for processing can be implemented with a common control and evaluation device using software and/or hardware.
  • the control and evaluation device can have corresponding transmission channels for the transmission signals and/or reception channels for the reception signals.
  • the transmission signals and/or the reception signals can be electrical signals. In this way, electronic means can be used for control and/or evaluation.
  • the invention can be used in a radar system of a vehicle, particularly a motor vehicle.
  • the invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and/or a watercraft.
  • the invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary radar systems.
  • the radar system can advantageously be connected to at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and/or chassis control and/or driver information device and/or a parking assistance system and/or gesture recognition or the like, or be part of such.
  • a driver assistance system and/or chassis control and/or driver information device and/or a parking assistance system and/or gesture recognition or the like or be part of such.
  • the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
  • the radar system can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
  • a virtual receiving antenna array can be implemented in a directional operating mode of the radar system with the arrangement of the transmitting antennas and the receiving antennas, in which at least two adjacent virtual receiving array elements are arranged on at least one imaginary array longitudinal axis be able, wherein at least two adjacent virtual receiving array elements can be arranged at the base distance from each other and/or wherein at least two adjacent virtual receiving array elements can be arranged at a distance that is greater than the base distance and/or wherein at least two adjacent virtual receiving array elements in can be arranged at a distance that corresponds to an integer multiple of the base distance.
  • the virtual reception array elements which are arranged at a basic distance from one another, a clear determination of the direction can be implemented.
  • a larger virtual reception antenna array can be implemented overall.
  • a larger aperture can be realized with a larger virtual receiving antenna array.
  • the direction of target objects can be determined clearly and more precisely with the radar system in a correspondingly large angular range.
  • a virtual receiving antenna array with a large number of virtual receiving array elements can be achieved by geometric folding of the positions of the phase centers of transmitting antennas and the positions of the phase centers of the receiving antennas.
  • the virtual receiving array elements can be arranged distributed on at least two imaginary array longitudinal axes in the virtual receiving antenna array, with at least two virtual receiving array elements, which are arranged on different Ar ray longitudinal axes, in the direction of the Array longitudinal axes can be arranged at the same height and/or wherein at least two virtual receiving array elements, which are arranged on different Ar ray longitudinal axes, can be arranged offset from one another when viewed in the direction of the array longitudinal axes and/or wherein at least two virtual receiving array elements, which are arranged on different array longitudinal axes, viewed in the direction of the array longitudinal axis can be arranged offset in the base distance from one another.
  • directions of target objects can be determined in two dimensions.
  • the staggered arrangement of the virtual receiving array elements allows better angular resolution to be achieved when determining the direction of target objects.
  • the object is achieved according to the invention with the antenna array in that the respective phase centers of at least four receiving antennas are arranged on an imaginary receiver longitudinal axis, the respective phase centers of at least two adjacent receiving antennas being arranged at a base distance from one another and the respective phase centers of at least two adjacent receiving antennas are arranged at a respective receiver longitudinal distance from one another which is greater than the base distance.
  • the object is achieved according to the invention in the vehicle in that the vehicle has at least one radar system according to the invention.
  • the vehicle has at least one radar system with which the surroundings of the vehicle can be monitored for objects.
  • Object information which is determined with the at least one radar system, can be used with a driver assistance system to control the operation of the vehicle. In this way, the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
  • the object is achieved according to the invention in the method in that there is a switchover between at least two radar measurements between a range operating mode in which at least some of the transmitting antennas are controlled at least temporarily with the same transmission signal, and a directional operating mode in which at least some of the transmitting antennas are at least temporarily controlled with different transmission signals in such a way that the respectively transmitted radar signals can be distinguished at least temporarily at least on the side of the receiving antennas.
  • the radar system is operated alternately in the range operating mode to achieve large detection ranges and in the directional operating mode to increase the angular resolution when determining the direction.
  • the reflected radar signals i.e. the echoes
  • the reflected radar signals can be assigned to the respective transmitting antennas on the receiving antenna side.
  • differently coded radar signals can be transmitted with at least two transmitting antennas.
  • the radar signals can be distinguished from one another at least temporarily on the receiving antenna side.
  • the transmission signals for generating the distinguishable radar signals can be encoded with respect to one another, in particular by means of phase modulations.
  • an at least temporary orthogonality in terms of signaling technology can be achieved between the transmission signals and the reception signals.
  • the radar signals and the corresponding echoes can be distinguished from one another.
  • the received signals can be processed on the receiver side by appropriate evaluation, in particular with the help of Fourier transformations.
  • Means for carrying out the evaluation can advantageously be implemented in the form of software and/or hardware, in particular in the at least one control and evaluation device.
  • FIG. 1 shows a front view of a motor vehicle with a driver assistance system and a radar system for monitoring a monitoring area in front of the motor vehicle in the direction of travel;
  • FIG. 2 shows a plan view of the motor vehicle from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a side view of the motor vehicle from FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 shows a front view of an antenna array of the radar system with transmitting antennas and receiving antennas according to a first exemplary embodiment, which can be used in the motor vehicle from FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 5 shows a virtual receiving antenna array which is implemented when operating the radar system in a directional operating mode with the antenna array from FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a range/direction diagram of the antenna array from FIG. 4, in which the detection range of the radar system is shown as a function of the direction when the radar system is operated in a range operating mode and in a directional operating mode;
  • FIG. 7 shows a reception signal direction diagram of the antenna array from FIG. 4 when a target object is detected, with the radar system being operated in the direction operating mode
  • FIG. 8 shows a reception signal direction diagram with a large number of measurement curves of the antenna array from FIG. 4 when two target objects are detected, with the radar system being operated in the direction operating mode;
  • FIG. 9 shows a received signal direction diagram of the antenna array from FIG. 4 when detecting the two target objects from FIG. 8, with the radar system being operated in the range operating mode;
  • FIG. 10 shows a front view of an array with transmitting antennas and receiving antennas of a radar system according to a second exemplary embodiment, which can be used in the motor vehicle from FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 11 shows a virtual receiving antenna array which is implemented when operating the radar system in a directional operating mode with the antenna array from FIG. 10;
  • FIG. 12 shows a range-direction diagram of the antenna array from FIG. 10, in which the detection range is shown as a function of the direction when the radar system is operated in the range operating mode and in the directional operating mode;
  • FIG. 13 shows a received signal direction diagram of the antenna array from FIG. 10 when detecting a target object, with the radar system being operated in the directional operating mode;
  • FIG. 14 shows a reception signal direction diagram with a large number of measurement curves of the antenna array from FIG. 10 when two target objects are detected, with the radar system being operated in the direction operating mode;
  • FIG. 15 shows a received signal direction diagram of the radar system with the antenna array from FIG. 10 when detecting the two target objects from FIG. 14, the radar system being operated in the range operating mode.
  • FIG. 1 shows a front view of a motor vehicle 10 in the form of a passenger car.
  • FIG. 2 shows motor vehicle 10 in a plan view.
  • Figure 3 the motor vehicle 10 is shown in a side view.
  • the motor vehicle 10 has a radar system 12.
  • the radar system 12 is arranged in the front bumper of the motor vehicle 10, for example. With the radar system 12, a monitoring area 14 in the direction of travel 16 in front of the motor vehicle 10 can be monitored for objects 18.
  • the radar system 12 can also be arranged at a different location on the motor vehicle 10 and oriented differently.
  • the radar system 12 can be used to determine object information, for example distances r and directions, for example in the form of the azimuth cp and the elevation Q, of object targets of objects 18 relative to the motor vehicle 10 or the radar system 12 .
  • speeds of object targets relative to motor vehicle 10 can also be determined.
  • Object targets of an object 18 are parts of the object 18 on which radar beams can be reflected and sent back as echoes.
  • the objects 18 can be stationary or moving objects, for example other vehicles, people, animals, plants, debris, bumps in the road, for example potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, for example parking spaces, precipitation or the like.
  • the corresponding coordinate axes of a Cartesian x-y-z coordinate system are shown in FIGS. 1 to 5, 10 and 11.
  • the x-axis extends in the direction of a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle 10
  • the y-axis extends along a vehicle transverse axis
  • the z-axis extends spatially upwards perpendicularly to the x-y plane.
  • the x-axis and y-axis extend horizontally in space and the z-axis extends vertically in space.
  • the radar system 12 is designed as a frequency-modulated continuous wave radar. Frequency-modulated continuous wave radars are also known in specialist circles as FMCW (Frequency modulated continuous wave) radars.
  • the radar system 12 can be used to detect objects 18 at large distances r with large angular resolutions in terms of azimuth Q and elevation cp.
  • the radar system 12 is connected to a driver assistance system 20 .
  • Motor vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously with driver assistance system 20 .
  • the radar system 12 includes an antenna array 22 and a control and evaluation device 24.
  • FIG. 4 shows an antenna array 22 according to a first exemplary embodiment.
  • FIG. 10 shows an antenna array according to a second exemplary embodiment
  • the radar system 12 in connection with the antenna array 22 according to the first exemplary embodiment in connection with FIGS. 4 to 9 will first be described below.
  • the antenna array 22 has, for example, three transmitting antennas 26 and four receiving antennas 28.
  • the receiving antennas 28 are arranged spatially below the transmitting antennas 26.
  • the receiving antennas 28 can also be arranged above, next to or at least partially on the same level, for example between the transmitting antennas 26 .
  • Each transmit antenna 26 is connected to a corresponding transmit channel.
  • the respective transmission antennas 26 can be controlled with corresponding electrical transmission signals via the transmission channels.
  • each receiving antenna 28 is connected to a corresponding receiving channel. Electrical reception signals can be transmitted from the reception antennas 28 via the reception channels.
  • the transmission channels and the reception channels can be integrated into the control and evaluation device 24, for example.
  • Corresponding radar signals 30 can be sent with the transmitting antennas 26 by activation with the electrical transmission signals.
  • the position of each transmit antenna 26 is defined by its respective phase center 32 .
  • the respective phase centers 32 of two of the transmitting antennas 26 are arranged adjacent on an imaginary longitudinal axis 34 of the transmitter.
  • the transmitter longitudinal axis 34 for example, extends parallel to the y-axis.
  • the phase center 32 of the third transmitting antenna 26 is arranged next to, in FIG. 4 below, the longitudinal axis 34 of the transmitter.
  • the third transmitting antenna 26 is located at a transmitter transverse distance 36 from the transmitter longitudinal axis 34.
  • a corresponding imaginary transmitter transverse axis 38 runs through the phase centers 32 of the three transmission antennas 26.
  • the transmitter transverse axes 38 extend perpendicularly to the transmitter longitudinal axis 34, for example parallel to the z-axis.
  • the transmitter transverse axis 38 of the individual transmission antenna 26 is arranged between the transmitter transverse axes 38 of the two transmission antennas 26 adjacent to the transmitter longitudinal axis 34 .
  • the transmitter transverse axis 38 of the individual transmitting antenna 26 runs at a base distance 40 from the transmitter transverse axis 38 of the transmitting antenna 26 on the right in Figure 4 on the transmitter longitudinal axis 34.
  • the base distance 40 corresponds, for example, to half the wavelength l of the transmitting antennas 26 transmitted radar signals 30, optionally plus or minus a tolerance.
  • a transmitter longitudinal spacing 42 between the respective transmitter transverse axes 38 of the two transmitting antennas 26 on the transmitter longitudinal axis 34 is three times the base spacing 40, optionally plus or minus a tolerance.
  • Transverse transmitter spacing 36 is less than longitudinal transmitter spacing 42 and greater than base spacing 40.
  • the antenna array 22 has, for example, four receiving antennas 28 . Echoes 44 of transmitted radar signals 30 can be received with the receiving antennas 28 and converted into corresponding electrical received signals.
  • the phase centers 32 of the transmitting antennas 26 and the phase centers 32 of the receiving antennas 28 are arranged, for example, in a common antenna plane.
  • the antenna plane extends, for example, parallel to the yz plane.
  • the main beam directions of the transmitting antennas 26 run, for example, perpendicularly to the antenna plane, ie parallel to the longitudinal axis of the vehicle or parallel to the x-axis.
  • the main receiving directions of the receiving antennas 28 likewise run perpendicularly to the antenna plane, for example.
  • the respective phase centers 32 of the receiving antennas 28 are arranged on an imaginary longitudinal axis 46 of the receiver.
  • the longitudinal axis of the receiver 46 runs parallel to the longitudinal axis of the transmitter 34.
  • phase centers 32 in FIG. 4, viewed from the left, of the first and the second receiving antenna 28 are arranged at the base distance 40 from one another. With the aid of the two receiving antennas 28 arranged at a base distance 40, unambiguous direction determinations for object targets can be made.
  • the phase centers 32 of the third and fourth reception antennas 28 are arranged on the same side of the phase centers 32 of the two reception antennas 28 arranged at the base distance 40 .
  • the phase center 32 of the second receiving antenna 28 from the left in FIG. 4 is arranged at a first receiver longitudinal distance 48a from the phase center 32 of the third receiving antenna 28 from the left.
  • the first longitudinal receiver distance 48a is twice the base distance 40, optionally plus or minus a tolerance.
  • the phase center 32 of the third receiving antenna 28 from the left in FIG. 4 is arranged at a second receiver longitudinal distance 48b from the phase center 32 of the fourth receiving antenna 28 from the left.
  • the second longitudinal receiver spacing 48b is six times the base spacing 40, optionally plus or minus a tolerance.
  • the quotient of the second receiver longitudinal distance 48b and the first receiver longitudinal distance 48a is three.
  • the base distance 40 and the two receiver longitudinal distances 48a and 48b can be arranged according to the markings on a Golomb ruler.
  • a correspondingly large aperture of the radar system 12 is realized in the direction of the azimuth cp.
  • a virtual receiving antenna array 50 shown in Figure 5 can be implemented in the directional operating mode of the radar system 12, which has a large aperture with a large angular resolution in Direction of azimuth cp combined.
  • the receiving array elements 52 are achieved, for example, by a geometric convolution of the positions of the phase centers 32 of transmitting antennas 26 and the positions of the phase centers 32 of the receiving antennas 28 .
  • the virtual reception antenna array 50 has a total of twelve virtual reception array elements 52 .
  • the receiving array elements 52 are arranged distributed on a first imaginary array longitudinal axis 54a and a second imaginary array longitudinal axis 54b. Due to the distributed arrangement of the receiving array elements 52 on the array longitudinal axes 54a and 54b, directions of target objects can be measured in two spatial dimensions, namely in the direction of the y-axis, or azimuth cp, and the z-axis, or elevation Q, be determined.
  • the receiving array elements 52 are, for example, in a common array plane. For example, the array plane extends parallel to the y-z plane.
  • Six of the receiving array elements 52 are arranged on a first imaginary array longitudinal axis 54a.
  • the first and the second receiving array element 52, the third and the fourth receiving array element 52 and the fourth and the fifth receiving array element 52 are on the first array longitudinal axis 54a, each in the base stood arranged 40 to each other.
  • the reception array elements 52 which are arranged at a base distance of 40 from one another, an unambiguous determination of the direction can be realised.
  • Figure 5 viewed from the left are the second and third receiving array elements 52, the fifth and sixth receiving array elements 52, the sixth and seventh receiving array elements 52 and the seventh and eighth receiving array elements 52 on the first Array longitudinal axis 54a are arranged at a first distance 56a from one another.
  • the first distance 50a corresponds to twice the base distance 40.
  • a second distance 56b between the seventh and the eighth reception array element 52 corresponds to four times the base distance 40.
  • the second array longitudinal axis 54b runs parallel to the first array longitudinal axis 54a in the array plane.
  • the two array longitudinal axes 54a and 54b extend parallel to the y-axis.
  • the first receiving array element 52 on the second array longitudinal axis 54b viewed from the left in FIG. 5 is arranged at the same height as the third receiving array element 52 on the first array longitudinal axis 54a viewed in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b.
  • the second reception array element 52 from the left on the second array longitudinal axis 54b is arranged at the same height as the fourth reception array element 52 on the first array longitudinal axis 54a, viewed in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b.
  • the third receiving array element 52 on the second longitudinal axis 54b of the array viewed from the left in FIG 54a, i.e. offset to these, each arranged at a base distance of 40.
  • the fourth receiving array element 52 on the second longitudinal array axis 54b viewed from the left in FIG. 5 is between the seventh and the eighth receiving array element 52 on the first longitudinal array axis 54a, ie offset from these, arranged at a base distance 40 from the eighth receiving array element 52 .
  • the first and the second receiving array element 52 are arranged at a base distance 40 from one another on the second array longitudinal axis 54b.
  • the second and the third reception array element 52 on the second array longitudinal axis 54b are arranged at the first distance 56a from one another, which corresponds to twice the base distance 40 .
  • the third and the fourth reception array element 52 on the second array longitudinal axis 54b are arranged at a third distance 56c from one another, which corresponds to six times the base distance 40.
  • the aperture of the radar system 12 in the direction of the longitudinal axes 54a and 54b, ie in the direction of the y-axis, is defined by the maximum width of the virtual receiving antenna array 50.
  • FIG. The maximum width of the virtual reception antenna array 50 in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b is given by a distance 56d between the two outer reception array elements 52 on the first array longitudinal axis 54 .
  • the distance 56d between the two outer receiving array elements 52 corresponds to twelve times the base distance 40.
  • the offset arrangement of the reception array elements 52 on the two array longitudinal axes 54a and 54b allows a better angular resolution when determining the direction of target objects both in azimuth cp and in elevation Q to be achieved.
  • the control and evaluation device 24 is implemented in terms of software and hardware.
  • the control and evaluation device 24 is connected to the transmitting antennas 26 and the receiving antennas 28 .
  • the control and evaluation device 24 can be used to generate electrical transmission signals for controlling the transmission antennas 26 .
  • object information from the radar signals 30 detected objects 18 are determined.
  • the radar system 12 can be switched between a range mode of operation and a direction mode of operation.
  • the transmission antennas 26 can be controlled in a switchable manner with the same transmission signal or with different transmission signals.
  • the receiving antennas 28 can be switched between the range mode of operation and the directional mode of operation.
  • Switching from the range operating mode to the directional operating mode can take place automatically or on demand.
  • a higher angular resolution is possible when determining the direction than in the range mode of operation.
  • a greater detection range is possible in the range operating mode than in the directional operating mode.
  • the control and evaluation device 24 has a switching means 58 with which the radar system 12 can be switched between the range-Be operating mode and the directional operating mode.
  • the transmission antennas 26 can be controlled with the same transmission signal. By controlling the transmitting antennas 26 with the same transmission signal, the corresponding transmitting antennas 26 can emit the same radar signals 30 simultaneously.
  • the transmitting antennas 26 can be operated according to a so-called beamforming method. In this case, a plurality of transmission channels can each transmit the same radar signal 30 coherently via adjacent transmission antennas 26 with defined phase offsets. The signal strengths of the radar signals 30 of the individual transmission antennas 26 add up to a greater signal strength. In this way, the detection range can be increased.
  • Radar measurements are carried out continuously with the radar system 12 in order to monitor the monitoring area 14 for objects 18 .
  • Each radar measurement includes a range measurement sequence in which the radar system 12 is operated in the range mode of operation and a bearing measurement sequence in which the radar system 12 is operated in the bearing mode of operation.
  • the radar system 12 is switched from the range mode of operation to the direction mode of operation switched.
  • Each radar measurement can start with the range measurement sequence or with the direction measurement sequence.
  • a radar measurement is described as an example, which begins with a range measurement sequence.
  • the control and evaluation device 24 controls the transmission antennas 26 with the same transmission signal via the respective transmission channels.
  • the transmitting antennas 26 each transmit the same radar signal 30 simultaneously.
  • the signal strengths of the individual radar signals 30 add up and are sent together with an increased detection range into the monitoring area 14 .
  • the radar signals 30 hit an object 18, the radar signals 30 are reflected at corresponding object targets.
  • the echoes 44 of the reflected radar signals 30 are received with the receiving antennas 28 and converted into respective received signals.
  • the received signals are transmitted to the control and evaluation device 24 and processed with it in terms of signal technology, for example by means of Fourier transformations.
  • the object information about the objects 18, namely the distances r, the directions, namely azimuth cp and elevation Q, and optionally the speeds of the detected target objects relative to the radar system 12 are determined from the received signals.
  • the radar system 12 is then switched over, for example with the control and evaluation device 24, from the range operating mode to the directional operating mode and a directional measurement sequence is carried out.
  • the control and evaluation device 24 controls the transmission antennas 26 via the respective transmission channels with different transmission signals.
  • the different transmission signals are coded to each other.
  • the transmitter antennas 26 transmit radar signals 30 coded in accordance with one another.
  • the radar signals 30 are sent to the surveillance area 14 . If the distinguishable radar signals 30 hit an object 18, the radar signals 30 are reflected at the corresponding object targets.
  • the echoes 44 of the reflected, distinguishable radar signals 30 are received with the receiving antennas 28 and converted into respective received signals.
  • the received signals are transmitted to the control and evaluation device 24 .
  • the received signals are assigned to the transmitting antennas 26, which is possible because of the differentiability of the radar signals 30 and the echoes 44.
  • the assigned reception signals are processed in terms of signal technology, for example by means of Fourier transformations.
  • the object information about the objects 18, namely distances r, the directions, namely azimuth cp and elevation Q, and optionally the speeds of the detected target objects relative to the radar system 12 are determined from the received signals.
  • the object information of object targets is determined in larger detection ranges in the range measurement sequence than in the direction measurement sequence.
  • the object information from object targets is determined with a lower detection range than in the range measurement sequence, but with a higher angular resolution than in the range measurement sequence.
  • FIG. 6 shows a range-direction diagram 60a for the radar system 12 in the range operating mode with dashed lines and a range-direction diagram 60b for the radar system 12 in the directional operating mode with a solid line.
  • the respective ranges are recorded via azimuth cp.
  • the radar system 12 has a maximum detection range of approximately 250 m in the range operating mode. In the directional operating mode, however, the radar system 12 only has a maximum detection range of slightly less than 200 m. In contrast, the radar system 12 has a larger field of view in the direction of azimuth cp in the directional operating mode than in the range operating mode.
  • FIG. 7 shows an example of a received signal direction diagram 62a from a direction measurement sequence in which a target object was detected at an azimuth cp of 0° in front of motor vehicle 10.
  • the sidelobe level is at about 8 dB. this is sufficient to resolve target objects with different reflectivities, for example in realistic driving situations with motor vehicle 10, with regard to their direction, namely the respective azimuth cp.
  • a family of received signal direction diagrams 62b of several direction measurement sequences is shown as an example, in which two target objects, which have the same distance r and the same speed relative to the radar system 12, at an angular distance of about 11 ° by a Azimuth cp of 0° in front of the motor vehicle 10 were detected.
  • the curves of the group of reception signal direction diagrams 62b correspond to different phase differences of the transmission signals.
  • the two targets can be distinguished at all possible phase differences.
  • the curves of the family of received signal direction diagrams 62b can be determined, for example, using a so-called beamforming approach and/or so-called super-resolution methods or the like.
  • a received signal direction diagram corresponding to the direction measurement sequence from FIG. 8 in a range measurement sequence is shown in FIG.
  • the angular resolution related to the azimuth cp is about 11°.
  • the sidelobe level in this case is around 3dB, which is insufficient to resolve the two targets in the range mode of operation.
  • FIG. 10 shows an antenna array 22 for the radar system 12 according to a second exemplary embodiment.
  • Figure 11 shows the virtual receiving antenna array 50 belonging to the antenna array 22 from Figure 10.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the phase center 32 of the second receiving antenna 28 from the left is arranged at a receiver longitudinal distance 48c from the phase center 32 of the third receiving antenna 28 from the left.
  • the longitudinal receiver spacing 48c is three times the base spacing 40, optionally plus or minus a tolerance.
  • the phase center 32 of the third receiving antenna 28 from the left in FIG. 10 is arranged at the receiver longitudinal distance 48a from the phase center 32 of the fourth receiving antenna 28 from the left.
  • the longitudinal receiver spacing 48a is twice the base spacing 40, optionally plus or minus a tolerance.
  • the quotient of the longitudinal distance 48c and the longitudinal distance 48a is 1.5.
  • the virtual receiving antenna array 50 according to the second exemplary embodiment from Figure 11 differs from the virtual receiving antenna array 50 according to the first exemplary embodiment from Figure 5 in that the virtual receiving antenna array 50 according to the second exemplary embodiment has only 11 receiving antennas 28 has, of which only seven are arranged on the first array longitudinal axis 54a.
  • the third receiving array element 52 is arranged from the left on the first array longitudinal axis 54a at a distance 56e from the second receiving array element 52 from the left, which corresponds to three times the base distance 40.
  • the seventh receive array element 52 from the left is the rightmost receive array element 52 on the first array longitudinal axis 54a.
  • the maximum width of the virtual receiving antenna array 50 corresponds to a distance 56f between the left receiving array element 52 and the right receiving array element 52.
  • the distance 56f corresponds to ten times the base distance 40.
  • the first receiving array element 52 on the second array longitudinal axis 54b in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b is between the second and the third receiving array element 52 on the first array longitudinal axis 54a, i.e. offset this, in the base distance 40 to the third receiving array element 52 arranged.
  • the second reception array element 52 on the second array longitudinal axis 54b viewed from the left is arranged at the same height as the third reception array element 52 on the first array longitudinal axis 54a viewed in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b.
  • the fourth reception array element 52 on the second array longitudinal axis 54b viewed from the left is, viewed in the direction of the array longitudinal axes 54a and 54b, for example in the middle between the sixth and seventh reception array element 52 on the first array longitudinal axis 54a, i.e offset to these, each arranged at a base distance of 40.
  • the radar system 12 with the antenna array 22 according to the second exemplary embodiment is operated analogously to the radar system 12 with the antenna array 22 according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 12 shows a range-direction diagram 60c for the radar system 12 in the range operating mode with dashed lines and a range-direction diagram 60d for the radar system 12 in the directional operating mode with a solid line.
  • the respective ranges are recorded via azimuth cp.
  • the radar system 12 has a maximum detection range of approximately 250 m in the range operating mode. In the directional operating mode, however, the radar system 12 only has a maximum detection range of slightly less than 200 m. In contrast, the radar system 12 has a larger field of view in the direction of azimuth cp in the directional operating mode than in the range operating mode.
  • FIG. 13 shows an example of a received signal direction diagram 62d in a direction measurement sequence in which a target object was detected at an azimuth cp of 0° in front of motor vehicle 10.
  • the sidelobe level is at about 11.2 dB. This is sufficient to resolve target objects with different reflectivities, for example in realistic driving situations with motor vehicle 10, with regard to their direction, namely the respective azimuth cp.
  • Figure 14 shows an example of a family of curves of received signal direction diagrams 62e of several direction measurement sequences, in which two target objects, which have the same distance r and the same speed relative to the radar system 12, are at an angular distance of about 15 were detected by an azimuth cp of 0° in front of motor vehicle 10.
  • the family of curves corresponds to direction measurement sequences in which radar signals 30 with different phase differences are transmitted.
  • the two targets can be distinguished for all possible phase differences.
  • the curves of the family of received signal direction diagrams 62b can be determined, for example, using a so-called beamforming approach and/or so-called super-resolution methods or the like.
  • a received signal direction diagram 62f in a range measurement sequence corresponding to the situation from FIG. 14 is shown in FIG.
  • the width of the main lobe is about 16°.
  • the sidelobe level is at about 5.25dB, which is insufficient to resolve the two targets in the long range mode of operation.

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Abstract

Es werden ein Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte (18) hin, ein Antennenarray (22), ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12) beschrieben. Das Radarsystem umfasst eine Mehrzahl von Sendeantennen (26), die mit jeweiligen Sendesignalen angesteuert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale in wenigstens einen Überwachungsbereich gesendet werden können. Ferner umfasst das Radarsystem eine Mehrzahl von Empfangsantennen (28), mit denen Echos von gesendeten Radarsignalen empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden können außerdem umfasst das Radarsystem wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (24), die mit den Sendeantennen (26) und den Empfangsantennen (28) verbunden ist, mit der Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen erzeugt und mit der aus Empfangssignalen Objektinformationen (r, φ, Θ) von mit den Radarsignalen (30) erfassten Objekten (18) ermittelt werden können. Die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens vier Empfangsantennen (28) sind auf einer gedachten Empfänger-Längsachse (46) angeordnet. Die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Empfangsantennen (28) sind in einem Basisabstand (40) zueinander angeordnet. Die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Empfangsantennen (28) sind in einem jeweiligen Empfänger-Längsabstand (48a, 48b, 48c) zueinander angeordnet, der größer ist als der Basisabstand (40).

Description

Beschreibung
Radarsystem, Antennenarray für ein Radarsystem, Fahrzeug mit wenigstens einem Radarsystem und Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Radarsystems Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwa chungsbereichs auf Objekte hin, mit einer Mehrzahl von Sendeantennen, die mit jeweiligen Sendesignalen angesteuert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale in wenigstens einen Über wachungsbereich gesendet werden können, mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen, mit denen Echos von gesendeten Radarsig nalen empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung, die mit den Sendeantennen und den Empfangsantennen verbunden ist, mit der Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen erzeugt und mit der aus Empfangssignalen Objektinformationen von mit den Radarsignalen erfassten Objekten ermittelt werden können.
Ferner betrifft die Erfindung ein Antennenarray für ein Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, mit einer Mehrzahl von Sendeantennen, die mit jeweiligen Sendesignalen angesteuert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale gesendet werden können, und mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen, mit denen Echos von gesendeten Ra darsignalen empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden können.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einem Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, wobei das we nigstens eine Radarsystem aufweist eine Mehrzahl von Sendeantennen, die mit jeweiligen Sendesignalen angesteuert wer den können und mit denen entsprechende Radarsignale in wenigstens einen Überwa chungsbereich gesendet werden können, eine Mehrzahl von Empfangsantennen, mit denen Echos von gesendeten Radarsignalen empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden können, und wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung, die mit den Sendeantennen und den Empfangsantennen verbunden ist, mit der Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen erzeugt und mit der aus Empfangssignalen Objektinformationen von mit den Radarsignalen erfassten Objekten ermittelt werden können.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, welches zu Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin dient, wobei bei dem Verfahren eine Mehrzahl von Sendeantennen mit Sendesignalen angesteuert wird und entspre chende Radarsignale in einen Überwachungsbereich gesendet werden, mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen Echos von den gesendeten Radarsignalen empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden und die Emp fangssignale signaltechnisch verarbeitet werden, aus den Empfangssignalen Objektinformationen über Objekte in dem Überwachungsbe reich ermittelt werden.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2018 118 238 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrich tung und eine Radarvorrichtung bekannt. Bei dem Verfahren werden mit wenigstens zwei beabstandet angeordneten Sende-Antennenelementen Sendesignale in einen Überwa chungsbereich gesendet werden. Gegebenenfalls werden von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich vorhandenen Objekt reflektierte Echosignale mit wenigstens ei nem Empfangs-Arrayelement empfangen werden. Aus den Echosignalen wird wenigs tens eine Objektinformation ermittelt. Die Radarvorrichtung wird wahlweise betrieben in einem Reichweiten-Betriebsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennene lementen gleiche Sendesignale gleichzeitig gesendet werden und aus den entsprechen den Echosignalen eine Entfernung und/oder eine Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts relativ zur Radarvorrichtung ermittelt wird, oder in einem Richtungs-Betriebsmo dus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen voneinander unter scheidbare Sendesignale gesendet werden, die entsprechend unterscheidbaren Echo signale den Sende-Antennenelementen zugeordnet werden und wenigstens eine Rich tungskomponente des Objekts ermittelt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radarsystem, ein Antennenarray, ein Fahr zeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen die Leis tungsfähigkeit des Radarsystems in Bezug auf die Detektionsreichweite des Radarsys tems und die Winkelauflösung bei einer Richtungsbestimmung verbessert wird.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens vier Empfangsantennen auf einer gedach ten Empfänger-Längsachse angeordnet sind, wobei die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens zwei benachbarten Empfangsanten nen in einem Basisabstand zueinander angeordnet sind und die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens zwei benachbarten Empfangsanten nen in einem jeweiligen Empfänger-Längsabstand zueinander angeordnet sind, der grö ßer ist als der Basisabstand.
Erfindungsgemäß sind vier Empfangsantennen nebeneinander entlang einer gedachten Empfänger-Längsachse angeordnet. Dabei sind wenigstens zwei Empfangsantennen im Basisabstand angeordnet. Auf diese Weise können mit den Empfangsantennen eindeu tige Richtungsbestimmungen vorgenommen werden. Wenigstens zwei Empfangsanten nen sind in einem größeren Abstand angeordnet. Auf diese Weise kann die Empfangs- antennen-Anordnung insgesamt größer ausgestaltet sein. So kann die Apertur des Ra darsystems vergrößert werden.
Die erfindungsgemäße Empfangsantennen-Anordnung kann sowohl für die Verwendung des Radarsystems in einem Richtungs-Betriebsmodus, in dem die Sendeantennen mit unterschiedlichen Sendesignalen angesteuert werden, als auch in einem Reichweiten- Betriebsmodus, in dem die Sendeantennen mit dem gleichen Sendesignal angesteuert werden, eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Empfänger-Längsabstand ein ganzzahliges Vielfaches des Basisabstands insbesondere zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz sein. Auf diese Weise kann die Ausdehnung der Empfangsantennen-An ordnung in Richtung der Empfänger-Längsachse vergrößert werden. So können im Rieh- tungs-Betriebsmodus des Radarsystems ein entsprechend großes virtuelles Empfangs- antennen-Array, welches aus der Sendeanordnung und der Empfängeranordnung gebil det wird, eine entsprechend große Apertur ermöglichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Phasenzentren von zwei auf der Empfänger-Längsachse außen gelegenen Empfangsantennen im Basisabstand angeordnet sein. Auf diese Weise kann im Richtungs-Betriebsmodus des Radarsystems ein entsprechendes virtuelles Empfangsantennen-Array realisiert werden, welches eine bessere Winkelauflösung ermöglicht.
Bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Phasenzentren von wenigs tens zwei zueinander benachbarten Empfangsantennen auf der gleichen Seite der Pha senzentren von zwei im Basisabstand angeordneten Empfangsantennen angeordnet sein, wobei ein Empfänger-Längsabstand zwischen dem Phasenzentrum der Empfangsan tenne, die zu den beiden im Basisabstand angeordneten Empfangsantennen nächstge legen ist, und dem Phasenzentrum der nächstgelegenen der zwei im Basisabstand an geordneten Empfangsantennen kleiner sein kann als ein Empfänger-Längsabstand zwi schen dem Phasenzentrum der Empfangsantenne, die zu den zwei im Basisabstand an geordneten Empfangsantennen nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum der Emp fangsantenne, die zu den zwei im Basisabstand angeordneten Empfangsantennen ent fernt gelegen ist, oder wobei ein Empfänger-Längsabstand zwischen dem Phasenzentrum der Empfangsan tenne, die zu den beiden im Basisabstand angeordneten Empfangsantennen nächstge legen ist, und dem Phasenzentrum der nächstgelegenen der zwei im Basisabstand an geordneten Empfangsantennen größer sein kann als ein Empfänger-Längsabstand zwi schen dem Phasenzentrum der Empfangsantenne, die zu den zwei im Basisabstand an geordneten Empfangsantennen nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum der Emp fangsantenne, die zu den zwei im Basisabstand angeordneten Empfangsantennen ent fernt gelegen ist. Auf diese Weise kann im Richtungs-Betriebsmodus des Radarsystems ein virtuelles Empfangsantennen-Array realisiert werden, welches eine große Apertur mit einer großen Winkelauflösung kombiniert. Falls der Empfänger-Längsabstand der nächstgelegenen Empfangsantenne kleiner ist als der Empfänger-Längsabstand der entfernt gelegenen Empfangsantenne, kann die Empfangsantennen-Anordnung kompakter ausgestaltet sein.
Vorteilhafterweise können in diesem Fall der Basisabstand und die beiden Längsab stände entsprechend der Markierungen auf einem Golomb-Lineal angeordnet sein.
Falls der Empfänger-Längsabstand der nächstgelegenen Empfangsantenne größer ist als der Empfänger-Längsabstand der entfernt gelegenen Empfangsantenne, kann im Richtungs-Betriebsmodus des Radarsystems ein entsprechend ausgedehntes virtuelles Empfangsantennen-Array realisiert werden, mit welchem eine entsprechend große Win kelauflösung ermöglicht wird. Im Reichweiten-Betriebsmodus des Radarsystems kann in diesem Fall eine größere Apertur ermöglicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Quotient aus einem größeren von zwei Empfänger-Längsabständen zwischen drei benachbarten Empfangsantennen und einem kleineren der zwei Empfänger-Längsabstände 1 ,5 oder ein ganzzahliges Viel faches von 1 ,5 sein. Auf diese Weise kann die Eindeutigkeit bei Winkelmessung verbes sert werden.
Vorteilhafterweise kann ein Quotient aus einem größeren von zwei Empfänger-Längsab ständen zwischen drei benachbarten Empfangsantennen und einem kleineren der zwei Empfänger-Längsabstände das Zweifache von 1 ,5, also drei, sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Basisabstand der halben Wel lenlänge der mit den Sendeantennen gesendeten Radarsignale insbesondere zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz entsprechen. Auf diese Weise können in einem Richtungs- Betriebsmodus des Radarsystems auf der Senderseite eindeutig gerichtete Radarsignale realisiert werden. Außerdem können im Richtungs-Betriebsmodus eindeutige Winkel messungen durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeantenne mehrere Antennenelemente auf weisen. Auf diese Weise können die Sendeeigenschaften der wenigstens einen Sende- antenne verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigs tens eine Empfangsantenne mehrere Antennenelemente aufweisen. Auf diese Weise können die Empfangseigenschaften der wenigstens einen Empfangsantenne verbessert werden.
Vorteilhafterweise können die Phasenzentren der Sendeantennen in einer Sendeanten- nen-Ebene angeordnet sein. Auf diese Weise können die Positionen der Phasenzentren einfacher definiert werden. So können genauere Radarmessung durchgeführt werden. Vorteilhafterweise können die Hauptstrahlrichtungen der Sendeantennen senkrecht zu der Sendeantennen-Ebene verlaufen. Auf diese Weise können die Hauptstrahlrichtungen einfacher definiert werden.
Alternativ oder zusätzlich können vorteilhafterweise die Phasenzentren der Empfangsan tennen in einer Empfangsantennen-Ebene angeordnet sein. Auf diese Weise können die Positionen der Phasenzentren einfacher definiert werden. So können genauere Radar messungen durchgeführt werden. Vorteilhafterweise können die Hauptempfangsrichtun gen der Empfangsantennen senkrecht zu der Empfangsantennen-Ebene verlaufen. Auf diese Weise können die Hauptempfangsrichtungen einfacher definiert werden.
Alternativ oder zusätzlich können vorteilhafterweise die Phasenzentren der Sendeanten nen und die Phasenzentren der Empfangsantennen in einer gemeinsamen Antennen ebene angeordnet sein. Auf diese Weise können die Positionen der Phasenzentren ge nauer angeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Teil der Sendeantennen als Antennenarray rea lisiert sein. Auf diese Weise können die Sendeantennen gemeinsam hergestellt und mon tiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Teil der Empfangsan tennen als Antennenarray realisiert sein. Auf diese Weise können die Empfangsantennen gemeinsam hergestellt und montiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Teil der Sendeantennen und wenigstens ein Teil der Empfangsantennen als gemeinsames Antennenarray reali siert sein. Auf diese Weise können die Sendeantennen und die Empfangsantennen ge meinsam hergestellt und montiert werden.
Vorteilhafterweise können die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens zwei benach barten Sendeantennen auf einer gedachten Sender-Längsachse angeordnet sein und das Phasenzentrum von wenigstens einer weiteren Sendeantenne kann in einem Sen- der-Querabstand zu der Sender-Längsachse angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann eine gedachte Sender-Querachse, welche senkrecht zur Sender- Längsachse durch das Phasenzentrum der wenigstens einen weiteren Sendeantenne verläuft, in einem Basisabstand beabstandet sein zu einer gedachten Sender-Querachse, welche senkrecht zur Sender-Längsachse durch das Phasenzentrum einer der wenigs tens zwei Sendeantennen auf der Sender-Längsachse verläuft.
Vorteilhafterweise kann ein Sender-Längsabstand zwischen den jeweiligen gedachten Sender-Querachsen der wenigstens zwei benachbarten Sendeantennen auf der Sender- Längsachse größer sein als der Basisabstand.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Sendeantennen entlang einer Sender-Längs achse angeordnet sein. Wenigstens eine weitere Sendeantennen kann neben der Sen der-Längsachse angeordnet sein. Die wenigstens eine Sendeantenne, die neben der Sender-Längsachse angeordnet ist, kann sich außerdem im Basisabstand neben der ent sprechenden Sender-Querachse wenigstens einer der zwei anderen Sendeantennen be finden.
Die vorteilhafte Sendeantennen-Anordnung kann sowohl in einem Richtungs-Betriebs modus, in dem die Sendeantennen mit unterschiedlichen Sendesignalen angesteuert werden können, als auch in einem Reichweiten-Betriebsmodus, in dem die Sendeanten nen mit dem gleichen Sendesignal angesteuert werden können, betrieben werden.
Vorteilhafterweise kann der Sender-Längsabstand ein ganzzahliges Vielfaches des Ba sisabstand insbesondere zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz sein Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise der Sender-Querabstand größer sein als der Basisabstand.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise der Sender-Querabstand kleiner sein als der Sender-Längsabstand.
Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Sendeantennen-Anordnung realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Sender-Querachse der wenigstens einen weiteren Sendean tenne zwischen den Sender-Querachsen der wenigstens zwei auf der Sender-Längs achse benachbarten Sendeantenne angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Sende antennen-Anordnung noch kompakter realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Teil der Sendeantennen wenigstens temporär mit dem gleichen Sendesignal ansteuerbar sein.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Teil der Sendeantennen wenigstens temporär mit unterschiedlichen Sendesignalen so ansteuerbar sein, dass die jeweils gesendeten Radarsignale zumindest auf der Seite der Empfangsantennen we nigstens temporär unterscheidbar sind.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Teil der Sendeantennen umschaltbar mit dem gleichen Sendesignal oder unterschiedlichen Sendesignalen an steuerbar sein.
Durch die wenigstens temporäre Ansteuerung wenigstens eines Teils der Sendeanten nen mit dem gleichen Sendesignal können die entsprechenden Sendeantennen simultan gleiche Radarsignale aussenden. Die Radarsignale der einzelnen Sendeantennen kön nen sich so zusammensetzen zu einem gemeinsamen Radarsignal mit größerer Signal stärke. Auf diese Weise kann die Detektionsreichweite vergrößert werden. Der Betriebs modus des Radarsystems, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen mit dem glei chen Sendesignal angesteuert wird, kann als Reichweiten-Betriebsmodus bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei benachbarte Sendeantennen nach einem Beamforming-Verfahren betrieben werden. Bei einem Beamforming-Verfahren kann von mehreren Sendekanälen jeweils kohärent über benachbarte Sendeantennen, die insbe sondere im Basisabstand angeordnet sind, dasselbe Radarsignal mit definierten Phasen- Offsets gesendet werden.
Eine Unterscheidbarkeit der Radarsignale ermöglicht, dass die entsprechenden Echos der Radarsignale, die mit den Empfangsantennen empfangen werden, den entsprechen den Sendeantennen zugeordnet werden können. Auf diese Weise kann ein Aufwand an Sendeantennen für eine Richtungsbestimmung verringert werden. Der Betriebsmodus des Radarsystems, bei den wenigstens zwei der Sendeantennen so angesteuert werden, dass die jeweils gesendeten Radarsignale zumindest auf der Seite der Empfangsanten nen wenigstens temporär unterscheidbar sind, kann als Richtungs-Betriebsmodus be zeichnet werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei der Sendeantennen nach einem MIMO- Verfahren betrieben werden. Bei dem MIMO-Verfahren werden von den Sendeantennen jeweilige Radarsignale gesendet, welche zumindest auf der Seite der Empfangsantennen zumindest temporär unterscheidbar sind. Auf diese Weise kann die Winkelauflösung bei der Richtungsbestimmung verbessert werden.
Dadurch, dass wenigstens ein Teil der Sendeantennen umschaltbar mit dem gleichen Sendesignal oder unterschiedlichen Sendesignalen ansteuerbar ist, kann das Radarsys tem zwischen dem Richtungs-Betriebsmodus und dem Reichweiten-Betriebsmodus um geschaltet werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Teil der Sendeantennen au tomatisch und/oder bei Bedarf umschaltbaren sein.
Im Richtungs-Betriebsmodus ist eine höhere Winkelauflösung möglich als im Reichwei ten-Betriebsmodus. Umgekehrt ist im Reichweiten-Betriebsmodus eine größere Detekti onsreichweite als im Richtungs-Betriebsmodus möglich. Vorteilhafterweise kann das Radarsystem, insbesondere wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung des Radarsystems, wenigstens ein Umschaltmittel aufweisen, mit dem das Radarsystem zwischen einem Betriebsmodus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen mit dem gleichen Sendesignal angesteuert werden kann, insbesondere einem Reichweiten-Betriebsmodus oder Beamforming-Modus, und einem Betriebsmo dus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen mit unterschiedlichen Sendesigna len angesteuert werden kann, insbesondere einem Richtung Modus oder MIMO-Modus, umgeschaltet werden kann.
Durch die spezielle erfindungsgemäße Kombination der Sendeantennen-Anordnung und der Empfangsantennen-Anordnung kann beim Betrieb des Radarsystems in einem Rich tungs-Betriebsmodus, insbesondere einem MIMO-Modus, ein virtuelles Empfangsanten- nen-Array realisiert werden, das eine große Apertur mit einer großen Winkelauflösung kombiniert.
Mit dem Radarsystem können Objektinformationen, insbesondere Entfernungen, Rich tungen und/oder Geschwindigkeiten von Objekten, insbesondere Objektzielen, relativ zum Radarsystem ermittelt werden. Objektziele sind Bereiche von Objekten, an denen eine Reflexion von Radarsignalen stattfindet, welche als Echos mit den Empfangsanten nen empfangen werden können.
Die Richtungsbestimmung die Bestimmung der Richtung, in der sich ein Ziel relativ zum Radarsystem befindet. Die Richtung kann dabei als Winkel bezogen auf eine Refe renzachse des Radarsystems, insbesondere eine Hauptstrahlrichtung der Sendeanten nen, angegeben werden.
Vorteilhafterweise können die Sender-Längsachse und/oder die Empfänger-Längsachse sowie die Hauptstrahlrichtungen der Sendeantennen räumlich horizontal ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann ein sich horizontal erstreckende Überwachungsbereich win kelaufgelöst überwacht werden. Dabei kann die Richtung als Azimut bestimmt werden.
Vorteilhafterweise kann das Radarsystem Mittel zur Steuerung der Sendeantennen, ins besondere zur Erzeugung von Sendesignalen, aufweisen. Ferner kann das Radarsystem Mittel zur Verarbeitung der Empfangssignale aufweisen. Die Mittel zur Steuerung und/o der zur Verarbeitung können mit einer gemeinsamen Steuer- und Auswerteeinrichtung auf softwaretechnischem und/oder hardwaretechnischem Wege realisiert sein. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung kann entsprechende Sendekanäle für die Sendesignale und/oder Empfangskanäle für die Empfangssignale aufweisen. Die Sendesignale und/o der die Empfangssignale können elektrische Signale sein. Auf diese Weise können elekt ronische Mittel zur Steuerung und/oder Auswertung eingesetzt werden.
Die Erfindung kann bei einem Radarsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraft fahrzeugs, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahr zeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, ei nem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die au tonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch bei Radarsystemen im stationären Be trieb eingesetzt werden.
Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuer vorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Par kassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Mit dem Radarsystem können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahr zeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, ins besondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in einem Richtungs-Betriebsmo dus des Radarsystems mit der Anordnung der Sendeantennen und der Empfangsanten nen ein virtuelles Empfangsantennen-Array realisiert sein, bei dem wenigstens zwei be nachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente auf wenigstens einer gedachten Array- Längsachse angeordnet sein können, wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente im Basisabstand zueinander angeordnet sein können und/oder wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente in einem Abstand angeordnet sein können, der größer ist als der Basisabstand und/oder wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente in einem Abstand angeordnet sein können, der einem ganzzahligen Vielfachen des Basisabstand ent spricht. Mithilfe der virtuellen Empfangs-Arrayelemente, die im Basisabstand zueinander angeordnet sind, kann eine eindeutige Richtungsbestimmung realisiert werden. Mithilfe der virtuellen Empfangs-Arrayelemente in Abständen, die größer sind als der Basisab stand, kann insgesamt ein größeres virtuelles Empfangsantennen-Array realisiert wer den. Mit einem größeren virtuellen Empfangsantennen-Array kann eine größere Apertur realisiert werden. So kann insgesamt mit dem Radarsystem in einem entsprechend gro ßen Winkelbereich die Richtung von Zielobjekten eindeutig und genauer ermittelt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Sendeantennen und Empfangsantennen kann ein virtuelles Empfangsantennen-Array mit einer hohen Anzahl an virtuellen Emp- fangs-Arrayelementen durch eine geometrische Faltung der Positionen der Phasenzen tren von Sendeantennen und der Positionen der Phasenzentren der Empfangsantennen erzielt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können bei dem virtuellen Empfangs antennen-Array die virtuellen Empfangs-Arrayelemente auf wenigstens zwei gedachten Array-Längsachsen verteilt angeordnet sein, wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente, die auf unterschiedlichen Ar ray-Längsachsen angeordnet sind, in Richtung der Array-Längsachsen betrachtet auf gleicher Höhe angeordnet sein können und/oder wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente, die auf unterschiedlichen Ar ray-Längsachsen angeordnet sind, in Richtung der Array-Längsachsen betrachtet ver setzt zueinander angeordnet sein können und/oder wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente, die auf unterschiedlichen Ar- ray-Längsachsen angeordnet sind, in Richtung der Array-Längsachse betrachtet im Ba sisabstand versetzt zueinander angeordnet sein können.
Durch die Anordnung der virtuellen Empfangs-Arrayelemente auf unterschiedlichen Ar- ray-Längsachsen können Richtungen von Zielobjekten in zwei Dimensionen ermittelt werden. Durch die versetzte Anordnung der virtuellen Empfangs-Arrayelementen kann eine bessere Winkelauflösung bei der Bestimmung der Richtung von Zielobjekten erreicht werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Antennenarray dadurch gelöst, dass die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens vier Empfangsantennen auf einer gedach ten Empfänger-Längsachse angeordnet sind, wobei die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens zwei benachbarten Empfangsanten nen in einem Basisabstand zueinander angeordnet sind und die jeweiligen Phasenzentren von wenigstens zwei benachbarten Empfangsanten nen in einem jeweiligen Empfänger-Längsabstand zueinander angeordnet sind, der grö ßer ist als der Basisabstand.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass das Fahrzeug wenigstens ein erfindungsgemäßes Radarsystem aufweist.
Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug wenigstens ein Radarsystem auf, mit dem die Um gebung des Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden kann. Objektinformationen, welche mit dem wenigstens ein Radarsystem ermittelt werden, können mit einem Fah rerassistenzsystem zur Steuerung des Betriebs des Fahrzeugs verwendet werden. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass zwischen wenigstens zwei Radarmessungen umgeschaltet wird zwischen einem Reich- weiten-Betriebsmodus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen wenigstens tem porär mit dem gleichen Sendesignal angesteuert wird, und einem Richtungs-Betriebsmodus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen wenigstens temporär mit unterschiedlichen Sendesignalen so angesteuert wird, dass die jeweils gesendeten Radarsignale zumindest auf der Seite der Empfangsantennen we nigstens temporär unterscheidbar sind.
Erfindungsgemäß wird das Radarsystem im Wechsel im Reichweiten-Betriebsmodus zur Erreichung großer Detektionsreichweiten und im Richtungs-Betriebsmodus zur Erhöhung der Winkelauflösung bei der Richtungsbestimmung betrieben.
Durch die Unterscheidbarkeit im Richtungs-Betriebsmodus können die reflektierten Ra darsignale, also die Echos, auf der Seite der Empfangsantennen den jeweiligen Sende antennen zugeordnet werden.
Vorteilhafterweise können mit wenigstens zwei Sendeantennen unterschiedlich codierte Radarsignale gesendet werden. Auf diese Weise können die Radarsignale auf der Seite der Empfangsantennen wenigstens temporär voneinander unterschieden werden.
Vorteilhafterweise können die Sendesignale zur Erzeugung der unterscheidbaren Radar signale insbesondere mittels Phasenmodulationen zueinander codiert werden. Auf diese Weise kann eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen den Sendesignalen und den Empfangssignale erzielt werden. So können die Radarsignale und die entsprechenden Echos voneinander unterscheidbar gemacht werden.
Vorteilhafterweise können die Empfangssignale auf der Empfängerseite durch entspre chende Auswertung, insbesondere mithilfe von Fourier-Transformationen, verarbeitet werden. Mittel zur Durchführung der Auswertung können vorteilhafterweise auf software mäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege insbesondere in der wenigstens einen Steuer- und Auswerteeinrichtung realisiert sein.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem, dem erfindungsgemäßen Antennenarray, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen auf gezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die ein- zelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert wer den, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich nung 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 zei gen schematisch
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in der Vorderansicht mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Radarsystem zu Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
Figur 2 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den Figuren 1 und 2;
Figur 4 eine Vorderansicht auf ein Antennenarray des Radarsystems mit Sendean tennen und Empfangsantennen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welches bei dem Kraftfahrzeug aus den Figuren 1 bis 3 Verwendung finden kann;
Figur 5 ein virtuelles Empfangsantennen-Array, welches beim Betreiben des Ra darsystems in einem Richtungs-Betriebsmodus mit dem Antennenarray aus der Figur 4 realisiert wird;
Figur 6 eine Reichweiten-Richtungs-Diagramm des Antennenarrays aus der Figur 4, bei dem die Detektionsreichweite des Radarsystems abhängig von der Richtung beim Betrieb des Radarsystems in einem Reichweiten-Betriebs- modus und in einem Richtungs-Betriebsmodus gezeigt sind;
Figur 7 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm des Antennenarrays aus der Fi gur 4 bei der Erfassung eines Zielobjekts, wobei das Radarsystem im Rich tungs-Betriebsmodus betrieben wird; Figur 8 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm mit einer Vielzahl von Messkur ven des Antennenarrays aus der Figur 4 bei der Erfassung von zwei Ziel objekten, wobei das Radarsystem im Richtungs-Betriebsmodus betrieben wird;
Figur 9 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm des Antennenarrays aus der Fi gur 4 bei der Erfassung der zwei Zielobjekte aus der Figur 8, wobei das Radarsystem im Reichweiten-Betriebsmodus betrieben wird;
Figur 10 eine Vorderansicht Array mit Sendeantennen und Empfangsantennen eines Radarsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches bei dem Kraftfahrzeug aus den Figuren 1 bis 3 Verwendung finden kann;
Figur 11 ein virtuelles Empfangsantennen-Array, welches beim Betreiben des Ra darsystems in einem Richtungs-Betriebsmodus mit dem Antennenarray aus der Figur 10 realisiert wird;
Figur 12 eine Reichweiten-Richtungs-Diagramm des Antennenarrays aus der Figur 10, in dem die Detektionsreichweite abhängig von der Richtung beim Be trieb des Radarsystems im Reichweiten-Betriebsmodus und im Richtungs- Betriebsmodus gezeigt sind;
Figur 13 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm des Antennenarrays aus der Fi gur 10 bei der Erfassung eines Zielobjekts, wobei das Radarsystem im Richtungs-Betriebsmodus betrieben wird;
Figur 14 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm mit einer Vielzahl von Messkur ven des Antennenarrays aus der Figur 10 bei der Erfassung von zwei Ziel objekten, wobei das Radarsystem im Richtungs-Betriebsmodus betrieben wird;
Figur 15 ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm des Radarsystems mit dem An tennenarray aus der Figur 10 bei der Erfassung der zwei Zielobjekte aus der Figur 14, wobei das Radarsystem im Reichweiten-Betriebsmodus be trieben wird.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorder ansicht gezeigt. Figur 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 in einer Draufsicht. In Figur 3 ist das Kraftfahrzeug 10 in einer Seitenansicht dargestellt.
Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12. Das Radarsystem 12 ist beispiel haft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Radarsys tem 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 Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen r und Richtungen, beispiels weise in Form des Azimut cp und der Elevation Q, von Objektzielen von Objekten 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10, respektive zum Radarsystem 12, ermittelt werden. Optional kön nen auch Geschwindigkeiten von Objektzielen relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt wer den. Objektziele eines Objekts 18 sind Teile des Objekts 18, an denen Radarstrahlen reflektiert und als Echos zurückgesendet werden können.
Bei den Objekten 18 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln.
Der besseren Orientierung wegen sind in den Figuren 1 bis 5, 10 und 11 die entspre chenden Koordinatenachsen eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems eingezeich net. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen erstreckt sich die x-Achse in Richtung ei ner Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die y-Achse erstreckt sich entlang einer Fahrzeugquerachse und die z-Achse erstreckt sich senkrecht zur x-y-Ebene nach räum lich oben. Wenn das Kraftfahrzeug 10 sich betriebsgemäß auf einer horizontalen Fahr bahn befindet, erstrecken sich die x-Achse und die y-Achse räumlich horizontal und die z-Achse räumlich vertikal.
Das Radarsystem 12 ist als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar ausgestaltet. Fre quenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem Radarsystem 12 können Ob jekte 18 in großen Entfernungen r mit großen Winkelauflösungen in Bezug auf Azimut Q und Elevation cp erfasst werden.
Das Radarsystem 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 20 verbunden. Mit dem Fah rerassistenzsystem 20 kann das Kraftfahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
Das Radarsystem 12 umfasst ein Antennenarray 22 und eine Steuer- und Auswerteein richtung 24. In der Figur 4 ist ein Antennenarray 22 gemäß einem ersten Ausführungs beispiel gezeigt. Figur 10 zeigt ein Antennenarray gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel
Im Folgenden wird zunächst das Radarsystem 12 in Verbindung mit dem Antennenarray 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Figuren 4 bis 9 be schrieben.
Das Antennenarray 22 verfügt beispielhafte über drei Sendeantennen 26 und vier Emp fangsantennen 28. Beispielhaft sind die Empfangsantennen 28 räumlich unterhalb der Sendeantennen 26 angeordnet. Die Empfangsantennen 28 können jedoch auch ober halb, neben oder wenigstens teilweise auf gleicher Flöhe, beispielsweise zwischen den Sendeantennen 26 angeordnet sein.
Jede Sendeantenne 26 ist mit einem entsprechenden Sendekanal verbunden. Über die Sendekanäle können die jeweiligen Sendeantennen 26 mit entsprechenden elektrischen Sendesignalen angesteuert werden. Entsprechend ist jede Empfangsantenne 28 mit ei nem entsprechenden Empfangskanal verbunden. Über die Empfangskanäle können elektrische Empfangssignale von den Empfangsantennen 28 übermittelt werden. Die Sendekanäle und die Empfangskanäle können beispielsweise in der Steuer- und Aus werteeinrichtung 24 integriert sein.
Mit den Sendeantennen 26 können durch Ansteuerung mit den elektrischen Sendesig nalen entsprechende Radarsignale 30 gesendet werden. Die Position jeder Sendeantenne 26 wird durch ihr jeweiliges Phasenzentrum 32 definiert.
Die jeweiligen Phasenzentren 32 von zwei der Sendeantennen 26 sind benachbart auf einer gedachten Sender-Längsachse 34 angeordnet. Die Sender-Längsachse 34 er streckt sich beispielhaft parallel zur y-Achse.
Das Phasenzentrum 32 der dritten Sendeantenne 26 ist neben, in der Figur 4 unterhalb der Sender-Längsachse 34 angeordnet. Die dritte Sendeantenne 26 befindet sich in ei nem Sender-Querabstand 36 zu der Sender-Längsachse 34.
Durch die Phasenzentren 32 der drei Sendeantennen 26 verläuft jeweils eine entspre chende gedachte Sender-Querachse 38. Die Sender-Querachsen 38 erstrecken sich senkrecht zur Sender-Längsachse 34, beispielhaft parallel zur z-Achse.
Die Sender-Querachse 38 der einzelnen Sendeantenne 26 ist zwischen den Sender- Querachsen 38 der zwei auf der Sender-Längsachse 34 benachbarten Sendeantenne 26 angeordnet.
Die Sender-Querachse 38 der einzelnen Sendeantenne 26 verläuft in einem Basisab stand 40 zu der Sender-Querachse 38 der in der Figur 4 rechten Sendeantenne 26 auf der Sender-Längsachse 34. Der Basisabstand 40 entspricht beispielhaft der halben Wel lenlänge l der mit den Sendeantennen 26 gesendeten Radarsignale 30, optional zuzüg lich oder abzüglich einer Toleranz.
Ein Sender-Längsabstand 42 zwischen den jeweiligen Sender-Querachsen 38 der zwei Sendeantennen 26 auf der Sender-Längsachse 34 ist das Dreifache des Basisabstands 40, optional zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz. Der Sender-Querabstand 36 ist kleiner als der Sender-Längsabstand 42 und größer als der Basisabstand 40.
Ferner weist das Antennenarray 22 beispielhaft vier Empfangsantennen 28 auf. Mit den Empfangsantennen 28 können Echos 44 von gesendeten Radarsignalen 30 empfangen und in entsprechende elektrische Empfangssignale umgewandelt werden. Die Phasenzentren 32 der Sendeantennen 26 und die Phasenzentren 32 der Empfangs antennen 28 sind beispielhaft in einer gemeinsamen Antennenebene angeordnet. Die Antennenebene erstreckt sich beispielhaft parallel zur y-z-Ebene. Die Hauptstrahlrichtun gen der Sendeantennen 26 verlaufen beispielhaft senkrecht zu der Antennenebene, also parallel zu der Fahrzeuglängsachse, respektive parallel zur x-Achse. Die Hauptemp fangsrichtungen der Empfangsantennen 28 verlaufen beispielhaft ebenfalls senkrecht zu der Antennenebene.
Die jeweiligen Phasenzentren 32 der Empfangsantennen 28 sind auf einer gedachten Empfänger-Längsachse 46 angeordnet. Die Empfänger-Längsachse 46 verläuft parallel zur Sender-Längsachse 34.
Die Phasenzentren 32 in der Figur 4 von links betrachtet der ersten und der zweiten Empfangsantenne 28 sind in dem Basisabstand 40 zueinander angeordnet. Mithilfe der beiden im Basisabstand 40 angeordneten Empfangsantennen 28 können eindeutige Richtungsbestimmungen für Objektziele vorgenommen werden.
Die Phasenzentren 32 der der dritten und der vierten Empfangsantenne 28 sind auf der gleichen Seite der Phasenzentren 32 der zwei im Basisabstand 40 angeordneten Emp fangsantennen 28 angeordnet.
Das Phasenzentrum 32 der in der Figur 4 zweiten Empfangsantenne 28 von links ist in einem ersten Empfänger-Längsabstand 48a zu dem Phasenzentrum 32 der dritten Emp fangsantenne 28 von links angeordnet. Der erste Empfänger-Längsabstand 48a ist das Zweifache des Basisabstands 40, optional zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz.
Das Phasenzentrum 32 der in der Figur 4 dritten Empfangsantenne 28 von links ist in einem zweiten Empfänger-Längsabstand 48b zu dem Phasenzentrum 32 der vierten Empfangsantenne 28 von links angeordnet. Der zweite Empfänger-Längsabstand 48b ist das sechsfache des Basisabstands 40, optional zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz. Der Quotient aus dem zweiten Empfänger-Längsabstand 48b und dem ersten Empfän- ger-Längsabstand 48a ist drei. Beispielhaft können der Basisabstand 40 und die beiden Empfänger-Längsabstände 48a und 48b entsprechend der Markierungen auf einem Golomb-Lineal angeordnet sein.
Mittels dem größten Abstand zwischen den beiden äußeren Empfangsantenne 28, näm lich den ersten Empfangsantenne 28 und der vierten Empfangsantenne 28 von links, wird eine entsprechend große Apertur des Radarsystems 12 in Richtung des Azimut cp reali siert.
Durch die besondere Anordnung der Phasenzentren 32 der Sendeantennen 26 und der Phasenzentren 32 der Empfangsantennen 28 kann im Richtungs-Betriebsmodus des Ra darsystems 12 ein in der Figur 5 gezeigtes virtuelles Empfangsantennen-Array 50 reali siert werden, welches eine große Apertur mit einer großen Winkelauflösung in Richtung des Azimut cp kombiniert. Die Empfangs-Arrayelementen 52 werden beispielhaft durch eine geometrische Faltung der Positionen der Phasenzentren 32 von Sendeantennen 26 und der Positionen der Phasenzentren 32 der Empfangsantennen 28 erzielt.
Das virtuelle Empfangsantennen-Array 50 weist insgesamt zwölf virtuelle Empfangs-Ar- rayelemente 52 auf. Die Empfangs-Arrayelemente 52 sind verteilt auf einer ersten ge dachten Array-Längsachse 54a und einer zweiten gedachten Array-Längsachse 54b an geordnet. Durch die verteilte Anordnung der Empfangs-Arrayelemente 52 auf den Array- Längsachsen 54a und 54b können Richtungen von Zielobjekten in zwei räumlichen Di mensionen, nämlich in Richtung der y-Achse, respektive Azimut cp, und der z-Achse, res pektive Elevation Q, ermittelt werden. Die Empfangs-Arrayelemente 52 befinden sich bei spielhaft in einer gemeinsamen Arrayebene. Die Arrayebene erstreckt sich beispielhaft parallel zur y-z-Ebene.
Sechs der Empfangs-Arrayelemente 52 sind auf einer ersten gedachten Array-Längs achse 54a angeordnet.
In der Figur 5 von links betrachtet sind auf der ersten Array-Längsachse 54a das erste und das zweite Empfangs-Arrayelement 52, das dritte und das vierte Empfangs-Arrayele- ment 52 und das vierte und das fünfte Empfangs-Arrayelement 52 jeweils im Basisab- stand 40 zueinander angeordnet. Mithilfe der Empfangs-Arrayelemente 52, die im Basis abstand 40 zueinander angeordnet sind, kann eine eindeutige Richtungsbestimmung re alisiert werden.
In der Figur 5 von links betrachtet das zweite und das dritte Empfangs-Arrayelement 52, das fünfte und das sechste Empfangs-Arrayelement 52, das sechste und das siebte Emp fangs-Arrayelement 52 und das siebte und achte Empfangs-Arrayelement 52 auf der ers ten Array-Längsachse 54a sind in einem ersten Abstand 56a zueinander angeordnet. Der erste Abstand 50a entspricht dem zweifachen Basisabstand 40.
Ein zweiter Abstand 56b zwischen dem siebten und dem achten Empfangs-Arrayelement 52 entspricht dem vierfachen Basisabstand 40.
Vier der Empfangs-Arrayelemente 52 sind auf einer zweiten gedachten Array-Längs achse 54b angeordnet. Die zweite Array-Längsachse 54b verläuft parallel zur ersten Ar ray-Längsachse 54a in der Arrayebene. Die beiden Array-Längsachse 54a und 54b er strecken sich parallel zur y-Achse.
Das in der Figur 5 von links betrachtet erste Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b ist in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b betrachtet auf gleicher Höhe wie das dritte Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a angeordnet. Das zweite Empfangs-Arrayelement 52 von links auf der zweiten Array- Längsachse 54b ist in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b betrachtet auf glei cher Höhe wie das vierte Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a angeordnet.
Das in der Figur 5 von links betrachtet dritte Empfangs-Arrayelemente 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b ist in Richtung der Array-Längsachse 54a und 54b betrachtet bei spielhaft mittig zwischen dem fünften und den sechsten Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a, also versetzt zu diesen, jeweils im Basisabstand 40 angeordnet. Das in der Figur 5 von links betrachtet vierte Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b ist in Richtung der Array-Längsachse 54a und 54b betrachtet zwi schen dem siebten und dem achten Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array- Längsachse 54a, also versetzt zu diesen, im Basisabstand 40 zu dem achten Empfangs- Arrayelement 52 angeordnet.
In der Figur 5 von links betrachtet sind auf der zweiten Array-Längsachse 54b das erste und das zweite Empfangs-Arrayelement 52 im Basisabstand 40 zueinander angeordnet.
Von links betrachtet das zweite und das dritte Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b sind in dem ersten Abstand 56a zueinander angeordnet, welcher dem zweifachen Basisabstand 40 entspricht. Von links betrachtet das dritte und das vierte Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b sind in einem dritten Abstand 56c zueinander angeordnet, welcher dem sechsfachen Basisabstand 40 ent spricht.
Die Apertur des Radarsystems 12 in Richtung der der Längsachsen 54a und 54b, also in Richtung der y-Achse, wird durch die maximale Breite des virtuellen Empfangsantennen- Arrays 50 definiert. Die maximale Breite des virtuellen Empfangsantennen-Arrays 50 in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b ist durch einen Abstand 56d zwischen den beiden äußeren Empfangs-Arrayelementen 52 auf der ersten Array-Längsachse 54 vor gegeben. Der Abstand 56d zwischen den beiden äußeren Empfangs-Arrayelementen 52 entspricht dem zwölffachen Basisabstand 40.
Durch die versetzte Anordnung der Empfangs-Arrayelementen 52 auf den beiden Array- Längsachse 54a und 54b kann eine bessere Winkelauflösung bei der Bestimmung der Richtung von Zielobjekten sowohl in Azimut cp als auch in Elevation Q erreicht werden.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 ist auf softwaremäßigem und hardwaremäßigem Wege realisiert. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 ist mit den Sendeantennen 26 und den Empfangsantennen 28 verbunden. Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 können elektrische Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen 26 erzeugt werden. Außerdem können mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 aus elektrischen Empfangssignalen der Empfangsantennen 28 Objektinformationen von mit den Radar signalen 30 erfassten Objekten 18 ermittelt werden.
Das Radarsystem 12 kann zwischen einem Reichweiten-Betriebsmodus und einem Rich tungs-Betriebsmodus umgeschaltet werden. Hierzu können die Sendeantennen 26 um- schaltbar mit dem gleichen Sendesignal oder unterschiedlichen Sendesignalen ansteu erbar sein. Entsprechend können die Empfangsantennen 28 zwischen dem Reichweiten- Betriebsmodus und dem Richtungs-Betriebsmodus umgeschaltet werden.
Die Umschaltung dem Reichweiten-Betriebsmodus in dem Richtungs-Betriebsmodus kann automatisch oder bei Bedarf erfolgen. Im Richtungs-Betriebsmodus ist eine höhere Winkelauflösung bei der Richtungsbestimmung möglich als im Reichweiten-Betriebsmo dus. Umgekehrt ist im Reichweiten-Betriebsmodus eine größere Detektionsreichweite als im Richtungs-Betriebsmodus möglich. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 weist ein Umschaltmittel 58 auf, mit dem das Radarsystem 12 zwischen dem Reichweiten-Be triebsmodus und dem Richtungs-Betriebsmodus umgeschaltet werden kann.
In dem Reichweiten-Betriebsmodus des Radarsystems 12 sind die Sendeantennen 26 mit dem gleichen Sendesignal ansteuerbar. Durch die Ansteuerung der Sendeantennen 26 mit dem gleichen Sendesignal können die entsprechenden Sendeantennen 26 simul tan gleiche Radarsignale 30 aussenden. Hierzu können die Sendeantennen 26 nach ei nem sogenannten Beamforming-Verfahren betrieben werden. Dabei können mehrere Sendekanäle jeweils kohärent über benachbarte Sendeantennen 26 dasselbe Radarsig nal 30 mit definierten Phasen-Offsets senden. Die Signalstärken der Radarsignale 30 der einzelnen Sendeantennen 26 addieren sich zu einer größeren Signalstärke. So kann die Detektionsreichweite vergrößert werden.
Zur Überwachung des Überwachungsbereichs 14 auf Objekte 18 hin werden mit dem Radarsystem 12 kontinuierlich Radarmessungen durchgeführt. Jede Radarmessung um fasst eine Reichweiten-Messsequenz, in der das Radarsystem 12 im Reichweiten-Be triebsmodus betrieben wird, und eine Richtungs-Messsequenz, in der das Radarsystem 12 im Richtungs-Betriebsmodus betrieben wird. Während der Radarmessung wird das Radarsystem 12 von dem Reichweiten-Betriebsmodus in den Richtungs-Betriebsmodus umgeschaltet. Dabei kann jede Radarmessung mit der Reichweiten-Messsequenz oder mit der Richtungs-Messsequenz begonnen werden.
Im Folgenden wird beispielhaft eine Radarmessung beschrieben, welche mit einer Reich weiten-Messsequenz beginnt.
Bei der Reichweiten-Messsequenz werden mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 über die jeweiligen Sendekanäle die Sendeantennen 26 mit dem gleichen Sendesignal angesteuert. Die Sendeantennen 26 senden simultan jeweils das gleiche Radarsignal 30 aus. Die Signalstärken der einzelnen Radarsignale 30 addieren sich auf gemeinsam mit vergrößerter Detektionsreichweite in den Überwachungsbereich 14 gesendet.
Sofern die Radarsignale 30 auf ein Objekt 18 treffen, werden die Radarsignale 30 an entsprechenden Objektzielen reflektiert. Die Echos 44 der reflektierten Radarsignale 30 werden mit den Empfangsantennen 28 empfangen und in jeweilige Empfangssignale um gewandelt.
Die Empfangssignale werden an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 übermittelt und mit dieser beispielsweise mittels Fourier-Transformationen signaltechnisch verarbeitet. Aus den Empfangssignalen werden die Objektinformationen über die Objekte 18, nämlich die Entfernungen r, die Richtungen, nämlich Azimut cp und Elevation Q, und optional die Geschwindigkeiten der erfassten Zielobjekte relativ zum Radarsystem 12 ermittelt.
Anschließend wird das Radarsystem 12 beispielsweise mit der Steuer- und Auswerteein richtung 24 vom Reichweiten-Betriebsmodus in den Richtungs-Betriebsmodus umge schaltet und eine Richtungs-Messsequenz durchgeführt.
Bei der Richtungs-Messsequenz werden mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 die Sendeantennen 26 über die jeweiligen Sendekanäle mit unterschiedlichen Sendesigna len angesteuert. Die unterschiedlichen Sendesignale sind zueinander codiert. Die Sen deantennen 26 senden entsprechend zueinander codierte Radarsignale 30 aus. Die Ra darsignale 30 werden in den Überwachungsbereich 14 gesendet. Sofern die unterscheidbaren Radarsignale 30 auf ein Objekt 18 treffen, werden die Ra darsignale 30 an den entsprechenden Objektzielen reflektiert. Die Echos 44 der reflek tierten unterscheidbaren Radarsignale 30 werden mit den Empfangsantennen 28 emp fangen und in jeweilige Empfangssignale umgewandelt.
Die Empfangssignale werden an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 24 übermittelt. Die Empfangssignale werden den Sendeantennen 26 zugeordnet, was aufgrund der Unter scheidbarkeit Radarsignale 30 und der Echos 44 möglich ist. Die zugeordneten Emp fangssignale werden beispielsweise mittels Fourier-Transformationen signaltechnisch verarbeitet. Aus den Empfangssignalen werden die Objektinformationen über die Objekte 18, nämlich Entfernungen r, die Richtungen, nämlich Azimut cp und Elevation Q, und op tional die Geschwindigkeiten der erfassten Zielobjekte relativ zum Radarsystem 12 ermit telt.
Insgesamt werden bei einer Radarmessung bei der Reichweiten-Messsequenz die Ob jektinformationen von Objektzielen in größeren Detektionsreichweiten als bei der Rich tungs-Messsequenz ermittelt. Bei der Richtungs-Messsequenz werden die Objektinfor mationen von Objektzielen zur mit geringerer Detektionsreichweite als bei der Reichwei ten-Messsequenz aber mit höherer Winkelauflösung als in der Reichweiten-Messse quenz ermittelt.
In der Figur 6 sind zum Vergleich ein Reichweiten-Richtungs-Diagramm 60a für das Ra darsystem 12 im Reichweiten-Betriebsmodus gestrichelt und ein Reichweiten-Richtungs- Diagramm 60b für das Radarsystem 12 im Richtungs-Betriebsmodus mit durchgezogene Linie gezeigt. Dabei sind die jeweiligen Reichweiten über Azimut cp aufgezeichnet. Aus der Figur 6 ist ersichtlich, dass das Radarsystem 12 im Reichweiten-Betriebsmodus eine maximale Detektionsreichweite von etwa 250 m hat. Im Richtungs-Betriebsmodus hat das Radarsystem 12 hingegen lediglich eine maximale Detektionsreichweite von etwas weniger als 200 m. Demgegenüber hat das Radarsystem 12 im Richtungs-Betriebsmo dus ein größeres Sichtfeld in Richtung Azimut cp als im Reichweiten-Betriebsmodus.
In Figur 7 ist beispielhaft ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm 62a aus einer Rich tungs-Messsequenz gezeigt, bei der ein Zielobjekt bei einem Azimut cp von 0° vor dem Kraftfahrzeug 10 erfasst wurde. Die Nebenkeulenebene befindet sich bei etwa 8 dB. Dies reicht aus, um Zielobjekte mit unterschiedlichen Reflektivitäten beispielsweise in realisti schen Fahrsituationen mit dem Kraftfahrzeug 10 bezüglich ihrer Richtung, nämlich dem jeweiligen Azimut cp, aufzulösen.
In Figur 8 ist beispielhaft eine Schar von Empfangssignal-Richtungs-Diagrammen 62b von mehreren Richtungs-Messsequenzen gezeigt, bei denen zwei Zielobjekte, welche die gleiche Entfernung r und die gleiche Geschwindigkeit relativ zum Radarsystem 12 haben, in einem Winkelabstand von etwa 11 ° um einen Azimut cp von 0° vor dem Kraft fahrzeug 10 erfasst wurden. Die Kurven der Schar von Empfangssignal-Richtungs-Dia- grammen 62b entsprechen unterschiedlichen Phasendifferenzen der Sendesignale. Die beiden Zielobjekte können bei allen möglichen Phasendifferenzen unterschieden werden. Die Kurven der Schar von Empfangssignal-Richtungs-Diagrammen 62b können bei spielsweise unter Verwendung eines sogenannten Beamforming-Ansatzes und/oder so genannten Superauflösungsverfahren oder dergleichen ermittelt werden.
Ein der Richtungs-Messsequenz aus Figur 8 entsprechendes Empfangssignal-Rich- tungs- Diagramm in einer Reichweiten-Messsequenz ist in der Figur 9 gezeigt. Die Win kelauflösung bezogen auf den Azimut cp beträgt etwa 11 °. Die Nebenkeulenebene befin det sich in diesem Fall bei etwa 3 dB, was im Reichweiten-Betriebsmodus nicht zur Auf lösung der beiden Zielobjekte ausreicht.
In der Figur 10 ist ein Antennenarray 22 für das Radarsystem 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Figur 11 zeigt das zu dem Antennenarray 22 aus Figur 10 gehörende virtuelle Empfangsantennen-Array 50.
Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 4 bis 11 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausfüh rungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Phasenzentrum 32 der zweiten Empfangsantenne 28 von links in einem Empfänger- Längsabstand 48c zu dem Phasenzentrum 32 der dritten Empfangsantenne 28 von links angeordnet ist. Der Empfänger-Längsabstand 48c entspricht dem dreifachen des Basis abstands 40, optional zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz ist. Das Phasenzentrum 32 der in der Figur 10 dritten Empfangsantenne 28 von links ist in dem Empfänger-Längsabstand 48a zu dem Phasenzentrum 32 der vierten Empfangsan tenne 28 von links angeordnet. Der Empfänger-Längsabstand 48a entspricht dem zwei fachen des Basisabstands 40, optional zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz ist. Der Quotient aus dem Längsabstand 48c und dem Längsabstand 48a ist 1 ,5.
Das virtuelle Empfangsantennen-Array 50 gemäß den zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 11 unterscheidet sich von dem virtuellen Empfangsantennen-Array 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus der Figur 5 dadurch, dass das virtuelle Empfangs antennen-Array 50 gemäß den zweiten Ausführungsbeispiel lediglich 11 Empfangsan tennen 28 aufweist, von denen lediglich sieben auf der ersten Array-Längsachse 54a angeordnet sind.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel auf der ersten Array-Längsachse 54a das dritte Empfangs-Arrayelement 52 von links in ei nem Abstand 56e zu vom zweiten Empfangs-Arrayelement 52 von links angeordnet, wel cher dem dreifachen Basisabstand 40 entspricht. Das siebte Empfangs-Arrayelement 52 von links ist das am weitesten rechts gelegene Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a. Die maximale Breite des virtuellen Empfangsantennen-Arrays 50 entspricht einem Abstand 56f zwischen dem linken Empfangs-Arrayelement 52 und dem rechten Empfangs-Arrayelement 52. Der Abstand 56f entspricht dem zehnfachen des Basisabstands 40.
Außerdem ist das von links betrachtet erste Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längsachse 54b in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b betrachtet zwi schen dem zweiten und dem dritten Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array- Längsachse 54a, also versetzt zu diesen, im Basisabstand 40 zu dem dritten Empfangs- Arrayelement 52 angeordnet.
Das von links betrachtet zweite Empfangs-Arrayelement 52 auf der zweiten Array-Längs achse 54b ist in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b betrachtet auf gleicher Höhe wie das dritte Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a angeordnet. Das von links betrachtet vierte Empfangs-Arrayelemente 52 auf der zweiten Array-Längs- achse 54b ist in Richtung der Array-Längsachsen 54a und 54b betrachtet beispielhaft mittig zwischen dem sechsten und den siebten Empfangs-Arrayelement 52 auf der ersten Array-Längsachse 54a, also versetzt zu diesen, jeweils im Basisabstand 40 angeordnet.
Beim Verfahren zu Überwachung des Überwachungsbereichs 14 auf Objekte 18 hin wird das Radarsystem 12 mit dem Antennenarray 22 gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel analog zu dem Radarsystem 12 mit dem Antennenarray 22 gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel betrieben.
In der Figur 12 sind zum Vergleich ein Reichweiten-Richtungs-Diagramm 60c für das Radarsystem 12 im Reichweiten-Betriebsmodus gestrichelt und ein Reichweiten-Rich tungs-Diagramm 60d für das Radarsystem 12 im Richtungs-Betriebsmodus mit durchge zogene Linie gezeigt. Dabei sind die jeweiligen Reichweiten über Azimut cp aufgezeich net. Aus der Figur 12 ist ersichtlich, dass das Radarsystem 12 im Reichweiten-Betriebs modus eine maximale Detektionsreichweite von etwa 250 m hat. Im Richtungs-Betriebs modus hat das Radarsystem 12 hingegen lediglich eine maximale Detektionsreichweite von etwas weniger als 200 m. Demgegenüber hat das Radarsystem 12 im Richtungs- Betriebsmodus ein größeres Sichtfeld in Richtung Azimut cp als im Reichweiten-Betriebs modus.
In Figur 13 ist beispielhaft ein Empfangssignal-Richtungs-Diagramm 62d bei einer Rich tungs-Messsequenz gezeigt, bei der ein Zielobjekt bei einem Azimut cp von 0° vor dem Kraftfahrzeug 10 erfasst wurde. Die Nebenkeulenebene befindet sich bei etwa 11 ,2 dB. Dies reicht aus, um Zielobjekte mit unterschiedlichen Reflektivitäten beispielsweise in re alistischen Fahrsituationen mit dem Kraftfahrzeug 10 bezüglich ihrer Richtung, nämlich dem jeweiligen Azimut cp, aufzulösen.
In Figur 14 ist beispielhaft eine Kurvenschar von Empfangssignal-Richtungs-Diagram- men 62e von mehreren Richtungs-Messsequenzen gezeigt, bei denen zwei Zielobjekte, welche die gleiche Entfernung r und die gleiche Geschwindigkeit relativ zum Radarsys tem 12 haben, in einem Winkelabstand von etwa 15° um einen Azimut cp von 0° vor dem Kraftfahrzeug 10 erfasst wurden. Die Kurvenschar entspricht Richtungs-Messsequenzen, bei denen Radarsignale 30 mit unterschiedlichen Phasendifferenzen gesendet werden. Die beiden Zielobjekte können für alle möglichen Phasendifferenzen unterschieden wer den. Die Kurven der Schar von Empfangssignal-Richtungs-Diagrammen 62b können bei spielsweise unter Verwendung eines sogenannten Beamforming-Ansatzes und/oder so genannten Superauflösungsverfahren oder dergleichen ermittelt werden.
Ein für die Situation aus Figur 14 entsprechendes Empfangssignal-Richtungs-Diagramm 62f in einer Reichweiten-Messsequenz ist in der Figur 15 gezeigt. Die Breite der Flaupt- keule beträgt etwa 16°. Die Nebenkeulenebene befindet sich bei etwa 5,25 dB, was nicht zur Auflösung der beiden Zielobjekte im Reichweiten-Betriebsmodus ausreicht.

Claims

Ansprüche
1. Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin, mit einer Mehrzahl von Sendeantennen (26), die mit jeweiligen Sendesignalen ange steuert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale (30) in wenigs tens einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden können, mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen (28), mit denen Echos (44) von gesende ten Radarsignalen (30) empfangen und in entsprechende Empfangssignale umge wandelt werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (24), die mit den Sende antennen (26) und den Empfangsantennen (28) verbunden ist, mit der Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen (26) erzeugt und mit der aus Empfangssig nalen Objektinformationen (r, f, Q) von mit den Radarsignalen (30) erfassten Objek ten (18) ermittelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens vier Empfangsantennen (28) auf einer gedachten Empfänger-Längsachse (46) angeordnet sind, wobei die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Emp fangsantennen (28) in einem Basisabstand (40) zueinander angeordnet sind und die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Emp fangsantennen (28) in einem jeweiligen Empfänger-Längsabstand (48a, 48b, 48c) zueinander angeordnet sind, der größer ist als der Basisabstand (40).
2. Radarsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger-Längsabstand (48a, 48b, 48c) ein ganzzahliges Vielfa ches des Basisabstands (40) insbesondere zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz ist.
3. Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenzentren (32) von zwei auf der Empfänger-Längsachse (46) außen gelege nen Empfangsantennen (28) im Basisabstand (40) angeordnet sind.
4. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenzentren (32) von wenigstens zwei zueinander benachbarten Empfangsan tennen (28) auf der gleichen Seite der Phasenzentren (32) von zwei im Basisabstand (40) angeordneten Empfangsantennen (28) angeordnet sind, wobei ein Empfänger-Längsabstand (48a) zwischen dem Phasenzentrum (32) der Empfangsantenne (28), die zu den beiden im Basisabstand (40) angeordneten Emp fangsantennen (28) nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum (32) der nächstge legenen der zwei im Basisabstand (40) angeordneten Empfangsantennen (28) kleiner ist als ein Empfänger-Längsabstand (48b) zwischen dem Phasenzentrum (32) der Empfangsantenne (28), die zu den zwei im Basisabstand (40) angeordneten Emp fangsantennen (28) nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum (32) der Empfangs antenne (28), die zu den zwei im Basisabstand (40) angeordneten Empfangsanten nen (28) entfernt gelegen ist, oder wobei ein Empfänger-Längsabstand (48c) zwischen dem Phasenzentrum (32) der Empfangsantenne (28), die zu den beiden im Basisabstand (40) angeordneten Emp fangsantennen (28) nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum (32) der nächstge legenen der zwei im Basisabstand (40) angeordneten Empfangsantennen (28) größer ist als ein Empfänger-Längsabstand (48a) zwischen dem Phasenzentrum (32) der Empfangsantenne (28), die zu den zwei im Basisabstand (40) angeordneten Emp fangsantennen (28) nächstgelegen ist, und dem Phasenzentrum (32) der Empfangs antenne (28), die zu den zwei im Basisabstand (40) angeordneten Empfangsanten nen (28) entfernt gelegen ist.
5. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Quotient aus einem größeren von zwei Empfänger-Längsabständen (48a, 48b; 48a, 48c) zwischen drei benachbarten Empfangsantennen (28) und einem kleineren der zwei Empfänger-Längsabstände (48a, 48b; 48a, 48c) 1 ,5 oder ein ganzzahliges Vielfaches von 1 ,5 ist.
6. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisabstand (40) der halben Wellenlänge (l) der mit den Sendeantennen (26) gesendeten Radarsignale (30) insbesondere zuzüglich oder abzüglich einer Toleranz entspricht.
7. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Richtungs-Betriebsmodus des Radarsystems (12) mit der Anordnung der Sendeantennen (26) und der Empfangsantennen (28) ein virtuelles Empfangsanten- nen-Array (50) realisiert sein, bei dem wenigstens zwei benachbarte virtuelle Emp- fangs-Arrayelemente (52) auf wenigstens einer gedachten Array-Längsachse (54a, 54b) angeordnet sind, wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52) im Ba sisabstand (40) zueinander angeordnet sind und/oder wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52) in einem Abstand (56a, 56b, 56c, 56e) angeordnet sind, der größer ist als der Basisabstand (40) und/oder wobei wenigstens zwei benachbarte virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52) in einem Abstand (56a, 56b, 56c, 56e) angeordnet sind, der einem ganzzahligen Vielfachen des Basisabstand (40) entspricht.
8. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem virtuellen Empfangsantennen-Array (50) die virtuellen Empfangs-Arrayele mente (52) auf wenigstens zwei gedachten Array-Längsachsen (54a, 54b) verteilt an geordnet sind, wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52), die auf unterschiedli chen Array-Längsachsen (54a, 54b) angeordnet sind, in Richtung der Array-Längs achsen (54a, 54b) betrachtet auf gleicher Höhe angeordnet sind und/oder wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52), die auf unterschiedli chen Array-Längsachsen (54a, 54b) angeordnet sind, in Richtung der Array-Längs achsen (54a, 54b) betrachtet versetzt zueinander angeordnet sind und/oder wobei wenigstens zwei virtuelle Empfangs-Arrayelemente (52), die auf unterschiedli chen Array-Längsachsen (54a, 54b) angeordnet sind, in Richtung der Array-Längs achse (54a, 54b) betrachtet im Basisabstand (40) versetzt zueinander angeordnet sind.
9. Antennenarray (22) für ein Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin, mit einer Mehrzahl von Sendeantennen (26), die mit jeweiligen Sendesignalen ange steuert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale (30) gesendet werden können, und mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen (28), mit denen Echos (44) von ge sendeten Radarsignalen (30) empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens vier Empfangsantennen (28) auf einer gedachten Empfänger-Längsachse (46) angeordnet sind, wobei die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Emp fangsantennen (28) in einem Basisabstand (40) zueinander angeordnet sind und die jeweiligen Phasenzentren (32) von wenigstens zwei benachbarten Emp fangsantennen (28) in einem jeweiligen Empfänger-Längsabstand (48a, 48b, 48c) zueinander angeordnet sind, der größer ist als der Basisabstand (40).
10. Fahrzeug (10) mit wenigstens einem Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin, wobei das wenigstens eine Radarsystem (12) aufweist eine Mehrzahl von Sendeantennen (26), die mit jeweiligen Sendesignalen angesteu ert werden können und mit denen entsprechende Radarsignale (30) in wenigstens einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden können, eine Mehrzahl von Empfangsantennen (28), mit denen Echos (44) von gesendeten Radarsignalen (30) empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewan delt werden können, und wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (24), die mit den Sendeanten nen (26) und den Empfangsantennen (28) verbunden ist, mit der Sendesignale für die Ansteuerung der Sendeantennen (26) erzeugt und mit der aus Empfangssignalen Objektinformationen (r, f, Q) von mit den Radarsignalen (30) erfassten Objekten (18) ermittelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) wenigstens ein Radarsystem (12) nach einem der vorigen Ansprü che aufweist.
11. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12), welches zu Überwachung we nigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin dient, wobei bei dem Verfahren eine Mehrzahl von Sendeantennen (26) mit Sendesignalen angesteuert wird und ent sprechende Radarsignale (30) in einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden, mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen (28) Echos (44) von den gesendeten Ra darsignalen (30) empfangen und in entsprechende Empfangssignale umgewandelt werden und die Empfangssignale signaltechnisch verarbeitet werden, aus den Empfangssignalen Objektinformationen (r, f, Q) über Objekte (18) in dem Überwachungsbereich (14) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei Radarmessungen umgeschaltet wird zwischen einem Reichweiten-Betriebsmodus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeantennen (26) wenigstens temporär mit dem gleichen Sendesignal angesteuert wird, und einem Richtungs-Betriebsmodus, bei dem wenigstens ein Teil der Sendeanten nen (26) wenigstens temporär mit unterschiedlichen Sendesignalen so angesteuert wird, dass die jeweils gesendeten Radarsignale (30) zumindest auf der Seite der Empfangsantennen (28) wenigstens temporär unterscheidbar sind.
EP21749603.3A 2020-07-29 2021-07-27 Radarsystem, antennenarray für ein radarsystem, fahrzeug mit wenigstens einem radarsystem und verfahren zum betreiben wenigstens eines radarsystems Pending EP4189777A2 (de)

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