JP2019512081A - 電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造を含むレーダーシステム - Google Patents

電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造を含むレーダーシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2019512081A
JP2019512081A JP2018540123A JP2018540123A JP2019512081A JP 2019512081 A JP2019512081 A JP 2019512081A JP 2018540123 A JP2018540123 A JP 2018540123A JP 2018540123 A JP2018540123 A JP 2018540123A JP 2019512081 A JP2019512081 A JP 2019512081A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antennas
radar system
transmit
antenna
transmission
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.)
Granted
Application number
JP2018540123A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6770079B2 (ja
Inventor
レシュ,ベネディクト
ショール,ミヒャエル
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2019512081A publication Critical patent/JP2019512081A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6770079B2 publication Critical patent/JP6770079B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233Adaptation 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

【課題】【解決手段】本発明の対象物は、電磁放射を送信および受信するために意図されるアンテナ構造(1)を含むレーダーシステムであり、N個の第1のアンテナ(4)は送信のために意図されるとともにM個の第2のアンテナ(5)は受信のために意図され、N個の第1の送信アンテナ(4)とM個の第2の受信アンテナ(5)によってアンテナ(4,5)の検出領域にある物体がMIMO原理に基づいて検知される。さらに、N個の第1の送信アンテナ(4)は互いに直交する送信信号を送信サイクルで発信し、N個の第1の送信アンテナのうちN−n個(10,11)は水平方向に相並んで配置されるとともに、N個の第1の送信アンテナのうち少なくともn個(12,13)は水平方向に相並んで配置されたN−n個の送信アンテナ(10,11)に対してそれぞれ等しいオフセットをもって垂直方向にオフセットされて配置され、M個の第2の受信アンテナのうちM−m個(14,15,16,17)は水平方向に相並んで配置されるとともに、M個の第2の受信アンテナのうち少なくともm個(19,20,21)は水平方向に相並んで配置されたM−m個の受信アンテナ(14,15,16,17)に対して垂直方向にオフセットされて配置されることが意図される。【選択図】図2

Description

本発明は、電磁放射を送信および受信するために意図されるアンテナ構造を含むレーダーシステムに関し、N個の第1のアンテナは送信のために意図されるとともにM個の第2のアンテナは受信のために意図され、N個の第1の送信アンテナとM個の第2の受信アンテナによってアンテナの検出領域にある物体がMIMO原理に基づいて検知される。さらに、N個の第1の送信アンテナは互いに直交する送信信号を送信サイクルで発信し、N個の第1の送信アンテナのうちN−n個は水平方向に相並んで配置されるとともに、N個の第1の送信アンテナのうち少なくともn個は水平方向に相並んで配置されたN−n個の送信アンテナに対してそれぞれ等しいオフセットをもって垂直方向にオフセットされて配置されており、M個の第2の受信アンテナのうちM−m個は水平方向に相並んで配置されるとともに、M個の第2の受信アンテナのうち少なくともm個は水平方向に相並んで配置されたM−m個の受信アンテナに対して垂直方向にオフセットされて配置されることが意図される。
自動車産業では、近年、車間距離コントロールの意味における速度コントロールを可能にして渋滞走行を快適に構成する、アダプティブクルーズコントロールとも呼ばれるアダプティブな走行速度コントロールが採用されることが増えている。そのために多くの場合、前方走行する物体やその他の周辺区域物体を検知するためのアンテナ構造を有するレーダーセンサが利用される。
このような種類のアダプティブな走行速度コントローラは、たとえば非特許文献1で知られている。
本発明に近縁のアンテナ構造がたとえば特許文献1から公知であり、そこには、上方走行可能または下方走行可能な反射点を認識するための手段を有する、自動車の周辺区域認識のためのレーダーシステムが示されており、このレーダーシステムは、電磁放射を発信および受信するためのパッチアンテナを有している。
独国特許出願公開第102009032114号明細書
「アダプティブな走行速度コントロールACC」、ISBN番号ISBN−3−7782−2034−9をもってローベルト・ボッシュGmbH(シュツットガルト)により2002年4月に刊行
本発明の眼目は、時間マルチプレクスMIMO法と連携しながら良好な方位角見積りだけでなく関連する角度範囲にわたって一義的な仰角見積りをも広いアパーチャで、すなわち高い精度と高い分離能力で達成することを可能にするアンテナ構造を有するレーダーシステムを提供することにある。それと同時に、本発明によるアンテナの構造により、送信コンポーネントと受信コンポーネントを含んでいてMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)として製作されていてよい高周波チップをセンサの中央に配置できるような構造が可能となり、このことはアンテナへの短い、かつ近似的に等しい長さの引込回線をもたらす。このことは、個々の高周波チャネルの間の減衰損失と位相同期に関して利点がある。
本発明によると、このことは独立請求項の構成要件によって解決される。好ましい発展例や実施形態は従属請求項から明らかとなる
水平方向に相並んで配置されるN−n個の送信アンテナに対してオフセットされて配置されるn個の送信アンテナは、ちょうど1つの送信アンテナであることが意図されていてよいのが好ましい。n=1が選択されるこのような実現のケースでは、すべての送信アンテナが水平方向に相並んで配置されて、1つのアンテナだけが垂直方向へ変位している。このことは、自動車での車間距離コントロールにとって特別に意義のある方位角の正確な判定を可能にする。それと同時に仰角の判定も可能となるが、方位角の測定にあたっては、この方位角のほうが仰角よりも厳密に判定される。アダプティブな走行速度コントローラの走行課題にとっては、方位角のほうに大きい意義があるからである。
さらに、水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナに対してオフセットされて配置されるm個の受信アンテナは、ちょうど1つの受信アンテナであるのが好ましい。m=1が選択されるこの好ましい実施形態では、受信アンテナが水平方向に相並んで配置され、それにより、検知された物体の方位角の正確な判定が実現され、それと同時に受信信号の仰角見積りが可能となる。この場合にも仰角の判定が可能であるが、方位角の測定のほうが仰角の測定よりも正確である。アダプティブな走行速度コントローラの走行課題にとって、方位角のほうに大きい意義があるからである。
さらに、水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナに対してオフセットされて配置されるm個の受信アンテナは、水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナに対してそれぞれ相違する垂直方向のオフセットを有するのが好ましい。個々のアンテナの相違する垂直方向のオフセットによって、相違するアパーチャによって、および相違する受信信号の分解能によって、測定を実施することが可能である。これに加えて、異なる垂直方向のオフセットによって具体化可能なアパーチャは、同じ一義性範囲のままで、等しい垂直方向のオフセットを適用した場合(uniform linear array)よりも大きい。
さらに、N個の送信アンテナおよび/またはM個の受信アンテナはパッチアンテナとして製作されるのが好ましい。パッチアンテナは、配線板の銅層からエッチング除去することができる長方形のアンテナフィールドである。それにより、銅層の構造化とエッチング除去によって複雑なアンテナ構造を構成することが可能であり、その際に、構造の複雑性が増したときの製造コストがコスト高になることがない。このような種類のパッチアンテナは特別に低コストであり、容易に製造可能である。
さらに、M個すべての受信アンテナが等しい個数と等しい配置のパッチを有するのが好ましい。この構成要件により、アンテナ構造全体が複数の同一のパッチアンテナから構成される。
さらに、互いに直交する送信信号は時間マルチプレクス、コードマルチプレクス、または周波数マルチプレクスによって具体化されるのが好ましい。直交する送信信号を送信するためには、互いに干渉し合わない信号を生起することが必要であり、それによって特に、上述した時間マルチプレクス、コードマルチプレクス、または周波数マルチプレクスの各方法が特別に好適である。
さらに、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)がN個の送信アンテナとM個の受信アンテナとの間で中央に配置されるのが好ましい。それにより、モノリシックマイクロ波集積回路からそれぞれのアンテナ接続部への引込回線をほぼ等しい長さで製作できることが可能となり、それにより、ほぼ等しい位相関係が個々の送信信号の間で、ないしは個々の受信信号の間でもたらされ、引込回線を同時に可能な限り短く抑えることができるので、同時に、送信信号の減衰を最小化することができる。
さらに、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)は、送信チャネルのための信号処理装置と受信チャネルのための信号処理装置とを両方とも有するのが好ましい。それにより、特別に小型のアンテナを製造することが可能となり、しかも、これをいっそう低コストに製造することができる。レーダーシステムの回路部分の大部分がモノリシックマイクロ波集積回路へと一緒に統合され、このICの外部では、特にアンテナ構造だけしか配線板に設けなくてすむからである。
本発明のその他の構成要件、適用可能性、利点は、図面の図に示されている本発明の実施例についての以下の説明から明らかとなる。その際に、記載または図示されているすべての構成要件はそれ自体として、または任意の組み合わせとして、本発明の対象物を形成し、特許請求の範囲でのまとめ方やその引用には左右されず、ならびに、発明の明細ないし図面の中でどのように記述ないし図示されているかには左右されない。
次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図面は次のものを示す。
本発明によるレーダーシステムの実施形態を示す模式的なブロック図である。 本発明に基づくアンテナ構造の第1の実施形態である。 本発明に基づく本発明のアンテナ構造の別の実施例である。
図1には、本発明によるレーダーシステムの模式的なブロック図が示されている。レーダーシステムを形成する送受信装置1を見ることができる。これは、しばしばMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)とも呼ばれるモノリシックマイクロ波集積回路2からなっており、信号をマイクロ波領域またはミリメートル波領域で処理する高周波回路コンポーネントを含む集積回路である。このような種類のコンポーネントは、たとえば分周器、周波数逓倍器、ミキサ、増幅器、またはその他の送受信コンポーネントであり得る。このようなモノリシックマイクロ波集積回路2に、オシレータ3の出力信号が入力信号として供給される。このオシレータ3は、後置された回路素子へ出力信号として転送され、そのようにして、マイクロ波信号の搬送波周波数の生成のために作用する周波数を生成する。さらにモノリシックマイクロ波集積回路2には、一連の送信アンテナ(Tx)4が接続されていて、モノリシックマイクロ波集積回路2がこれらに送信信号を出力し、この送信信号は、送信アンテナ(Tx)4によって発射される。
さらに、周囲からマイクロ波信号を受信して回路2へ供給する一連の受信アンテナ(Rx)5が、モノリシックマイクロ波集積回路2と接続されている。受信アンテナ(Rx)5によって受信される信号は、その前に送信アンテナ(Tx)4から発射されて、検知されるべき物体で部分的に反射され、受信アンテナ(Rx)5により変換されて電気信号に戻る信号であるのが好ましい。送信アンテナ(Tx)4ないし受信アンテナ(Rx)5の個数は同一である必要はない。たとえば本発明によるレーダーシステム1は、受信アンテナ5として意図されるものよりも多い個数の送信アンテナ4、またはこれよりも少ない個数の送信アンテナ4を備えていることが考えられる。受信アンテナ5からモノリシックマイクロ波集積回路2に供給される受信信号はMMICで処理され、出力信号がMMIC出力部6を介して評価回路7へ供給される。たとえばミキサ、復調器、ならびにアナログ/デジタル変換器がMMIC2に一緒に統合されていることが考えられ、それにより、受信アンテナ5の受信信号のダウンミキシング、復調、ならびにデジタル変換がMMIC2で実行されて、デジタル化された物体データがMMIC出力部6を介して評価回路7へと転送される。しかしながら、列挙したコンポーネントのうちいくつかだけがモノリシック集積回路2に一緒に統合されていて、それに伴い、MMIC出力部6ではデジタル化ずみのデータを出力できないことも考えられる。そのケースでは、アナログ/デジタル変換器を評価回路7へ格納し、MMIC2からMMIC出力部6を介して中間周波数信号を伝送することが可能である。評価回路7では信号反射がその距離、方位角、仰角に関して、ならびに場合によりその信号強度に関しても評価されて、以後の物体処理部へと供給される。
アダプティブな車間距離コントローラでは、そのつど検知された物体の方位角の評価に大きな意義がある。これをもとに、先行車両が自身の走行進路にいるか否かを判定できるからである。
図2には、送信アンテナ(Tx)4ならびに受信アンテナ(Rx)5の考えられる配置が示されており、これらを用いて特別に好ましい仕方により、先行する検知された物体の方位角だけでなく仰角も判定することができる。たとえば図面の下半分に示されているパッチアンテナ10,11、ならびに上側の左に示されているパッチアンテナ12は、送信のために意図される送信アンテナ(Tx)4である。パッチアンテナ14,15,16ならびに19はそれぞれ2列のパッチアンテナによって形成されており、それぞれ図面の上半分に示されている。このケースでは構造は、N=3個の送信アンテナならびにn=1個すなわちちょうど1つの垂直方向にオフセットされた送信アンテナ12から構成される。受信アンテナ(Rx)5は、図示した例では、M=4個のパッチアンテナおよびm=1すなわちちょうど1つの垂直方向にオフセットされている、受信アンテナアレイ19で図示する受信アンテナから構成される。図示しているアンテナアレイ10から19の間の中央に、モノリシックマイクロ波集積回路2(MMIC)を位置決めするために考えられる1つの場所が破線で示されている。これは、たとえばアンテナアレイ10から19が装着されている高周波配線板の裏面または高周波配線板の表面に配置されていてよい。高周波配線板の表面とは、本発明では、送受信アンテナが配置されている配線板の側を意味する。この実施形態は、配線板を通すスルーホールコンタクトが不要になるという利点がある。高周波配線板の裏面に1つのMMICないし複数のMMICが位置決めされると、MMICの位置決めに関していっそう高い自由度が得られ、MMICが他の信号処理コンポーネントに対して短い接続回線を有し、高周波配線板の表面と裏面との間の配線板の内側の金属層によって、入射する電磁信号の干渉照射に対してより良くMMICを防護できるという利点がもたらされる。このような種類のモノリシックマイクロ波集積回路2の位置決めでは、パッチアンテナとMMICとの間のほぼ等しい長さの引込回線が得られ、このことは、送受信信号の位相位置に関わる利点につながるとともに、送受信信号の少ない減衰という形で具現する。
さらにそれぞれのアンテナパッチ10から19には、それぞれのアンテナパッチによって受信ないし発射される信号の合計について生じる、それぞれの位相中心8が図示されている。送信アンテナTxの水平方向の配置によって、ないしは受信アンテナRxの水平方向の配置によって、検知されるべき物体の方位角を検出することが可能である。ただしその際に、水平方向にのみ配置されたアンテナによって反射中心の仰角も判定することは可能ではないので、本発明に基づき、送信アンテナ12が他の両方の送信アンテナ10および11に対して垂直方向にオフセットされており、1つの、複数の、または選択的に全部の送信アンテナが同時に送信信号を発射することができる。水平方向に相並んで配置されたアンテナ10,11に対する、送信アンテナ12の垂直方向へのオフセットは、図2に示す実施形態では、垂直方向にaの大きさである。同様に受信アンテナ14から16は、検知されるべき物体の方位角の良好な決定を可能にするために、位相中心8に関して水平方向に相並んで配置されていてよい。ここでは追加の受信アンテナ19は、水平方向に相並んで配置された受信アンテナ(Rx)14から16に対して垂直方向へオフセットbの分だけオフセットされており、それにより、検知されるべき物体の仰角の判定が可能となる。
MIMO原理は仰角方向でも適用されるので、4通りの測定を利用することができる。送信アンテナTxのオフセットa、および受信アンテナRxのオフセットbのとき、4通りの仮想的な位置0;a;b;a+bがもたらされ、その結果、1目標仰角見積りでも2目標仰角見積りでも、そのつど品質値を決定することができる。
図3には、本発明によるレーダーシステム1の別の実施例が示されている。好ましくは高周波配線板の表面に装着されるパッチアンテナのアンテナアレイが、同じく示されている。同様に、特別に高性能なレーダーセンサーのケースでは、2つのMMICをカスケード化できることも考えられ、それにより、いっそう多い数の送信チャネルないし受信チャネルを利用することができる。たとえば、4つの送信アンテナ(Tx)10から12、ならびに受信アンテナ(Rx)14−21を有する8つの受信チャネルを利用できることが考えられる。ここで留意すべきは、送信チャネルおよび受信チャネルは1つのMMICの内部のみ位相同期しているが、両者の間では必ずしもそうでないことである。したがって、1つのMMICのチャネルによってコヒーレント処理を実行するのが好ましい。たとえば方位角見積りは第1のMMICの4つの受信チャネルを利用し、それに対して、仰角見積りについては第2のMMICの4つの受信チャネルが利用される。このような種類のセンサ構造については、パッチアンテナの配置の図3に示す実施例を適用できるのが好ましい。この場合、仰角見積りは右側に配置された4つの受信アンテナ18,19,20,21によりMIMO原理なしに行われ、その結果、同じく一義的な仰角見積りを広いアパーチャで、すなわち高い精度と高い分離能力で、具体化することができる。4通りの測定を適用できるので、1目標仰角見積りでも2目標仰角見積りでも、そのつど品質値を決定することができる。
これに加えて本実施形態では、検知されるべき物体の仰角をいっそう良好に判定するために、MIMO原理を仰角方向でも適用することができる。
そのために図3では、それぞれ多数のパッチ列とパッチ行を有し、水平方向に相並んで配置された2つの送信アンテナ(Tx)10および11が設けられている。さらに、同じく互いに水平方向にのみ変位した2つの別の送信アンテナ(Tx)12,13が図3の下側領域に配置されている。ただし、両方の送信アンテナ10,11および両方の他の送信アンテナ12,13の位相中心は、垂直方向で相互に変位している。これらは間隔aだけ変位しているからである。そして仰角見積りのために、それぞれの送信アンテナのこの垂直方向の間隔が、受信アンテナ18,19,20,21の垂直方向のオフセットに追加して活用される。
さらに受信アンテナ(Rx)が設けられており、受信アンテナ(Rx)14,15,16,17,18は同じく水平方向に相並んで配置されており、追加の受信アンテナ(Rx)19,20および21はその位相中心に関して、水平方向に変位している受信アンテナ(Rx)14から18に対して垂直方向でも変位している。たとえば受信アンテナ(Rx)19は、位相中心の垂直方向のオフセットb1を有する;垂直方向に変位している受信アンテナ19に対して同じく垂直方向にのみ変位している受信アンテナ20は、水平方向に相並んで配置されたアンテナ14から18に対してオフセットb2を有しており、一例として図示する受信アンテナ21は、水平方向に配置された受信アンテナ12から18に対して位相中心の垂直方向へのオフセットb3を有する。図示している送信アンテナおよび受信アンテナ10から21の中央に、MMICまたは2つのカスケード化されたMMICの場合には両方のMMICを、アンテナ構造を担持する配線板の裏面または表面のいずれかに配置することができる領域2が示されている。この中央の領域では、個々の送信アンテナおよび受信アンテナへの引込回線がほぼ等しい長さになり、したがって、それぞれのチャネルを互いに位相同期させて設計することができるので、送信信号のコヒーレントな発射と受信信号のコヒーレント処理が可能になるからである。
送信アンテナおよび/または受信アンテナの特性、ならびにこれらの厳密な位置決めは、そのつどの用途に合わせて適合化することができ、特に、送信アンテナと受信アンテナの垂直方向のオフセットも相応に設計される。たとえば、垂直方向にオフセットされた送信アンテナが集束をするアンテナとして具体化されることによって、比較的広い到達範囲と1つの視界範囲だけを有するフロントセンサを具体化することができる。たとえば死角監視や隣接車線監視機能のために車両のコーナーでこのセンサが適用されるケースでは、たとえば全部の送信アンテナ10から13と全部の受信アンテナ14から21を幅広い発射特性で具体化することができる。
1 アンテナ構造
2 モノリシックマイクロ波集積回路
4 第1のアンテナ
5 第2のアンテナ
10,11 第1の送信アンテナ
12,13 第1の送信アンテナ
14,15,16,17 第2の受信アンテナ
18,19,20,21 第2の受信アンテナ

Claims (11)

  1. 電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造(1)を含むレーダーシステムであって、N個の第1のアンテナ(4)は送信のために意図されるとともにM個の第2のアンテナ(5)は受信のために意図され、前記N個の第1の送信アンテナ(4)と前記M個の第2の受信アンテナ(5)によって前記アンテナ(4,5)の検出領域にある物体がMIMO原理に基づいて検知される、そのようなレーダーシステムにおいて、
    前記N個の第1の送信アンテナ(4)は、互いに直交する送信信号を送信サイクルで発信し、
    前記N個の第1の送信アンテナのうちN−n個(10,11)は、水平方向に相並んで配置されるとともに、前記N個の第1の送信アンテナのうち少なくともn個(12,13)は、前記水平方向に相並んで配置されたN−n個の送信アンテナ(10,11)に対してそれぞれ等しいオフセットをもって垂直方向にオフセットされて配置され、
    前記M個の第2の受信アンテナのうちM−m個(14,15,16,17)は、水平方向に相並んで配置されるとともに、前記M個の第2の受信アンテナのうち少なくともm個(19,20,21)は、前記水平方向に相並んで配置されたM−m個の受信アンテナ(14,15,16,17)に対して垂直方向にオフセットされて配置される
    ことを特徴とするレーダーシステム。
  2. 前記水平方向に相並んで配置されるN−n個の送信アンテナ(10,11)に対してオフセットされて配置される前記n個の送信アンテナ(12,13)は、ちょうど1つの送信アンテナである(n=1)
    ことを特徴とする、請求項1に記載のレーダーシステム。
  3. 前記水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナ(14,15,16,17)に対してオフセットされて配置される前記m個の受信アンテナ(19,20,21)は、ちょうど1つの受信アンテナである(m=1)
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載のレーダーシステム。
  4. 前記水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナ(14,15,16,17)に対してオフセットされて配置される前記m個の受信アンテナ(19,20,21)は、前記水平方向に相並んで配置されるM−m個の受信アンテナ(14,15,16,17)に対してそれぞれ相違する垂直方向のオフセットを有する
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載のレーダーシステム。
  5. 前記N個の第1の送信アンテナ(10,11,12,13)は、ちょうど3つまたはちょうど4つの送信アンテナである
    ことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載のレーダーシステム。
  6. 前記第2の受信アンテナ(14,15,16,17,18,19,20,21)の個数Mは、3の整数倍である
    ことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載のレーダーシステム。
  7. 前記N個の送信アンテナ(4)および/または前記M個の受信アンテナ(5)は、パッチアンテナとして製作される
    ことを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載のレーダーシステム。
  8. M個すべての受信アンテナ(5)が等しい個数と等しい配置のパッチを有する
    ことを特徴とする、請求項7に記載のレーダーシステム。
  9. 互いに直交する送信信号は時間マルチプレクス、コードマルチプレクス、または周波数マルチプレクスによって具体化される
    ことを特徴とする、請求項8に記載のレーダーシステム。
  10. モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)(2)が、前記N個の送信アンテナ(4)とM個の受信アンテナ(5)との間の中央に配置される
    ことを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項に記載のレーダーシステム。
  11. 前記モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)(2)は、送信チャネルのためにも受信チャネルのためにも信号処理装置を有している
    ことを特徴とする、請求項10に記載のレーダーシステム。
JP2018540123A 2016-02-29 2016-12-29 電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造を含むレーダーシステム Active JP6770079B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016203160.0A DE102016203160A1 (de) 2016-02-29 2016-02-29 Radarsystem, umfassend eine Antennenanordnung zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Strahlung
DE102016203160.0 2016-02-29
PCT/EP2016/082808 WO2017148561A1 (de) 2016-02-29 2016-12-29 Radarsystem, umfassend eine antennenanordnung zum senden und empfangen elektromagnetischer strahlung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019512081A true JP2019512081A (ja) 2019-05-09
JP6770079B2 JP6770079B2 (ja) 2020-10-14

Family

ID=57708600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018540123A Active JP6770079B2 (ja) 2016-02-29 2016-12-29 電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造を含むレーダーシステム

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10823819B2 (ja)
EP (1) EP3423863A1 (ja)
JP (1) JP6770079B2 (ja)
KR (1) KR20180116325A (ja)
CN (1) CN108780147B (ja)
DE (1) DE102016203160A1 (ja)
MX (1) MX2018010155A (ja)
WO (1) WO2017148561A1 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102653129B1 (ko) 2016-11-28 2024-04-02 주식회사 에이치엘클레무브 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치
EP3550323A4 (en) * 2016-12-01 2020-11-04 Hitachi Automotive Systems, Ltd. RADAR DEVICE
DE102017120368A1 (de) 2017-09-05 2019-03-07 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines modulierten Dauerstrichradarsignals
US10935650B2 (en) * 2017-12-22 2021-03-02 Waymo Llc Radar based three dimensional point cloud for autonomous vehicles
DE102018202544A1 (de) * 2018-02-20 2019-08-22 Audi Ag Systeme zum Übermitteln von Signalen
US11187795B2 (en) * 2018-03-19 2021-11-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar device
KR102167097B1 (ko) 2018-04-09 2020-10-16 주식회사 만도 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치
KR102167084B1 (ko) * 2018-04-09 2020-10-16 주식회사 만도 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치
DE102018206535A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Radarsensoreinrichtung
DE102018207686A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Robert Bosch Gmbh MIMO-Radarsensor für Kraftfahrzeuge
CN109358322B (zh) * 2018-10-25 2020-10-16 森思泰克河北科技有限公司 前向目标检测雷达和方法
US11011063B2 (en) * 2018-11-16 2021-05-18 Toyota Motor North America, Inc. Distributed data collection and processing among vehicle convoy members
US11454720B2 (en) * 2018-11-28 2022-09-27 Magna Electronics Inc. Vehicle radar system with enhanced wave guide antenna system
KR102539927B1 (ko) * 2018-12-20 2023-06-08 주식회사 에이치엘클레무브 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 그 배치 방법
US11087115B2 (en) 2019-01-22 2021-08-10 Infineon Technologies Ag User authentication using mm-Wave sensor for automotive radar systems
KR20200097101A (ko) 2019-02-07 2020-08-18 현대모비스 주식회사 차량용 레이더 장치 및 그 제어 방법
KR20200108540A (ko) * 2019-03-11 2020-09-21 주식회사 만도 레이더 장치, 레이더 장치용 안테나 장치 및 레이더 장치의 제어 방법
US11262434B2 (en) * 2019-04-01 2022-03-01 GM Global Technology Operations LLC Antenna array design and processing to eliminate false detections in a radar system
WO2020218808A1 (ko) * 2019-04-22 2020-10-29 주식회사 비트센싱 레이더 장치 및 레이더 장치에 이용되는 안테나 장치
US11181614B2 (en) * 2019-06-06 2021-11-23 GM Global Technology Operations LLC Antenna array tilt and processing to eliminate false detections in a radar system
CN111239738A (zh) * 2019-07-26 2020-06-05 北京理工大学 一种四维度信息高精度探测汽车前向防撞雷达
EP3780274B1 (en) * 2019-08-13 2023-03-29 Arriver Software AB An array antenna arrangement
CN112698298A (zh) * 2019-10-22 2021-04-23 广州极飞科技有限公司 一种雷达天线、雷达、无人机和设备
KR102279302B1 (ko) 2019-11-07 2021-07-20 현대모비스 주식회사 차량용 레이더 장치 및 그 제어 방법
DE102019134304A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems
DE102019134303A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems
DE102019135473A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Infineon Technologies Ag Fmcw-radar mit frequenzspringen
US11435438B2 (en) * 2019-12-30 2022-09-06 Woven Planet North America, Inc. Dynamic sparse radar array for scenarios
DE102020102033A1 (de) * 2020-01-28 2021-07-29 Krohne Messtechnik Gmbh Radar-Antennenanordnung
EP3862772A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-11 Aptiv Technologies Limited Radar device
US11693107B2 (en) * 2020-09-29 2023-07-04 Steradian Semiconductors Private Limited System, device and method for efficient MIMO radar
US11619705B2 (en) 2020-10-20 2023-04-04 Aptiv Technologies Limited Radar system with modified orthogonal linear antenna subarrays
WO2022139844A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Intel Corporation Radar apparatus, system, and method
DE102021201073A1 (de) 2021-02-05 2022-08-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung MIMO-Radarsensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05218736A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 平面アンテナ
JP2003248055A (ja) * 2001-12-18 2003-09-05 Hitachi Ltd モノパルスレーダシステム
JP2014062779A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Japan Radio Co Ltd 物標検出装置
US20150204972A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Method for angle estimation and radar sensor for motor vehicles
US20150253419A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with improved grating lobe characteristics

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766435A (en) * 1986-05-27 1988-08-23 Hughes Aircraft Company Adaptive radar for reducing background clutter
FR2699008B1 (fr) * 1992-12-04 1994-12-30 Alcatel Espace Antenne active à synthèse de polarisation variable.
JP3433417B2 (ja) * 1998-04-02 2003-08-04 トヨタ自動車株式会社 レーダ装置
FR2802303B1 (fr) * 1999-12-14 2002-03-08 Centre Nat Rech Scient Procede d'obtention d'une imagerie du sous-sol utilisant un radar a penetration de sol
US6750810B2 (en) * 2001-12-18 2004-06-15 Hitachi, Ltd. Monopulse radar system
JP4665590B2 (ja) * 2005-03-31 2011-04-06 日本電気株式会社 干渉型レーダ
US7355546B2 (en) * 2006-01-03 2008-04-08 Advanced Radar Corporation Polarization and frequency diverse radar system for complete polarimetric characterization of scatterers with increased scanning speed
DE102008038365A1 (de) 2008-07-02 2010-01-07 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Fahrzeug-Radarsystem und Verfahren zur Bestimmung einer Position zumindest eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug
US8289203B2 (en) * 2009-06-26 2012-10-16 Src, Inc. Radar architecture
FR2950147B1 (fr) * 2009-09-15 2012-07-13 Thales Sa Radar a agilite de faisceau, notamment pour la fonction de detection et d'evitement d'obstacles
KR101137088B1 (ko) * 2010-01-06 2012-04-19 주식회사 만도 통합 레이더 장치 및 통합 안테나 장치
JP5638827B2 (ja) * 2010-04-02 2014-12-10 古河電気工業株式会社 内蔵型レーダ用送受一体アンテナ
DE102010064348A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Radarsensor für Kraftfahrzeuge
DE102011113015A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Astyx Gmbh Abbildender Radarsensor mit synthetischer Vergrößerung der Antennenaperatur und zweidimensionaler Strahlschwenkung
IL221596A (en) * 2012-08-23 2017-12-31 Beeri Amir METHOD AND DEVICE FOR VOLUME VISUALIZATION IN A WIDE RADAR IMAGING SYSTEM
DE102013102424A1 (de) * 2013-03-11 2014-09-11 Stefan Trummer Polarimetrisches Radar zur Objektklassifikation sowie geeignetes Verfahren und Verwendung hierfür
DE102013105809B4 (de) * 2013-06-05 2015-01-22 Airbus Defence and Space GmbH Multifunktionale Radaranordnung
DE102013212090A1 (de) * 2013-06-25 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Winkelauflösender FMCW-Radarsensor
WO2015075072A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Sony Corporation Surveillance apparatus having an optical camera and a radar sensor
DE102014200692A1 (de) * 2014-01-16 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren, antennenanordnung, radarsystem und fahrzeug
US9568600B2 (en) * 2014-03-05 2017-02-14 Delphi Technologies, Inc. MIMO antenna with elevation detection
US9541639B2 (en) * 2014-03-05 2017-01-10 Delphi Technologies, Inc. MIMO antenna with elevation detection
JP2015172491A (ja) * 2014-03-11 2015-10-01 富士通テン株式会社 アンテナ、レーダ装置、および、車両制御システム
EP2963442B1 (en) * 2014-07-04 2016-11-30 Denso Corporation Radar apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05218736A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 平面アンテナ
JP2003248055A (ja) * 2001-12-18 2003-09-05 Hitachi Ltd モノパルスレーダシステム
JP2014062779A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Japan Radio Co Ltd 物標検出装置
US20150204972A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Method for angle estimation and radar sensor for motor vehicles
US20150253419A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with improved grating lobe characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
US20190011532A1 (en) 2019-01-10
MX2018010155A (es) 2018-11-09
DE102016203160A1 (de) 2017-08-31
CN108780147A (zh) 2018-11-09
KR20180116325A (ko) 2018-10-24
US10823819B2 (en) 2020-11-03
EP3423863A1 (de) 2019-01-09
JP6770079B2 (ja) 2020-10-14
WO2017148561A1 (de) 2017-09-08
CN108780147B (zh) 2023-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019512081A (ja) 電磁放射を送信および受信するためのアンテナ構造を含むレーダーシステム
CN107526063B (zh) 雷达设备和处理雷达信号的方法
CN108845295B (zh) 用于确定对象位置的设备、方法和雷达系统
US9470782B2 (en) Method and apparatus for increasing angular resolution in an automotive radar system
US20200249344A1 (en) Radar sensor apparatus for vehicle, object detecting method, and antenna apparatus therefor
JP2017215328A (ja) アンテナローブが狭く、かつ角度検出範囲が広いイメージング・レーダセンサ
WO2018051288A1 (en) Virtual radar configuration for 2d array
JP6844525B2 (ja) アンテナ装置
JP6491254B2 (ja) アンテナ装置及びレーダ装置
KR20200039701A (ko) 수신 안테나의 1차원 확산 배치에 의해 2차원에서 물체의 각도를 결정하기 위한 수신 어레이를 가진 영상 레이더 시스템
JP7027579B2 (ja) 自動車用のmimoレーダセンサ
CN104795641B (zh) 天线装置、雷达系统、车辆和方法
CN111684295B (zh) 雷达设备和用于运行雷达设备的方法
US11740349B2 (en) Radar sensor having a two-dimensional beam scan and L-, U- or T- shaped structure for mounting in the region of the front radiator of an automobile
EP3394633B1 (en) Device in a car for communicating with at least one neighboring device, corresponding method and computer program product.
RU2682174C1 (ru) Антенная решетка миллиметрового диапазона для радиолокационной системы трехмерной визуалиации
JP2009031184A (ja) レーダ装置及びターゲット検出方法
CN116888493A (zh) 多输入多转向输出(mimso)雷达
EP4094094A2 (en) Radar systems and methods
JP2009031185A (ja) レーダ装置及びターゲット検出方法
JP7061534B2 (ja) レーダ装置
WO2021110947A1 (en) Scanning antenna
KR20220165353A (ko) 레이더 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180926

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191107

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200916

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200924

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6770079

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250