JP2023535510A - Radar system, antenna array for radar system, vehicle, and method for operating radar system - Google Patents
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Abstract
レーダシステムは、各送信信号を用いて制御可能である複数の送信アンテナ(26)と、送信されたレーダ信号(30)のエコー(44)を受信し、エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナ(28)を備える。レーダシステムは、送信アンテナ(26)及び受信アンテナ(28)に接続された少なくとも1つの制御及び評価装置(24)を備える。少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の各位相中心(32)は、仮想の送信機縦軸(34)上に配置されている。少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の位相中心(32)は、送信機縦軸(34)から送信機横間隔(36)で配置されている。少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の位相中心(32)を通って、送信機縦軸(34)に垂直に走る仮想の送信機横軸(38)が、送信機縦軸(34)の少なくとも2つの送信アンテナ(26)のうちの1つの位相中心(32)を通って、送信機縦軸(34)に垂直に走る仮想の送信機横軸(38)からベース間隔(40)に位置する。送信機縦軸(34)上の少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の各仮想の送信機横軸(38)間の送信機縦間隔(42)は、ベース間隔より大きい。The radar system includes a plurality of transmit antennas (26) that are controllable with each transmit signal and to receive echoes (44) of transmitted radar signals (30) and convert the echoes to corresponding received signals. a plurality of receive antennas (28) that can be used for The radar system comprises at least one control and evaluation device (24) connected to a transmitting antenna (26) and a receiving antenna (28). Each phase center (32) of at least two adjacent transmit antennas (26) is positioned on a virtual transmitter longitudinal axis (34). The phase center (32) of at least one further transmit antenna (26) is located at a transmitter transverse spacing (36) from the transmitter longitudinal axis (34). A virtual transmitter horizontal axis (38) running perpendicular to the transmitter longitudinal axis (34) through the phase center (32) of the at least one further transmit antenna (26) is the Located at a base distance (40) from a virtual transmitter transverse axis (38) running perpendicular to the transmitter longitudinal axis (34) through the phase center (32) of one of the at least two transmit antennas (26). do. A transmitter longitudinal spacing (42) between each virtual transmitter transverse axis (38) of at least two adjacent transmit antennas (26) on the transmitter longitudinal axis (34) is greater than the base spacing.
Description
本発明は、少なくとも1つの監視領域のオブジェクトを監視するためのレーダシステムであって、
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号を少なくとも1つの監視領域に送信するように用いることができる複数の送信アンテナを備え、
送信されたレーダ信号のエコーを受信し、エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナを備え、
送信アンテナ及び受信アンテナに接続され、送信アンテナを制御する送信信号を生成するように用いることができ、且つ、レーダ信号を用いて検出されたオブジェクトに関連するオブジェクト情報を受信信号から確認するように用いることができる、少なくとも1つの制御及び評価装置を備える、レーダシステムに関する。
The present invention is a radar system for monitoring objects in at least one surveillance area, comprising:
a plurality of transmit antennas controllable with respective transmit signals and operable to transmit target radar signals to at least one surveillance area;
a plurality of receive antennas operable to receive echoes of a transmitted radar signal and convert the echoes into corresponding received signals;
Connected to the transmit and receive antennas and operable to generate transmit signals to control the transmit antennas and to ascertain from the received signals object information associated with objects detected using radar signals. A radar system comprising at least one control and evaluation device that can be used.
さらに、本発明は、オブジェクトについて少なくとも1つの監視領域を監視するレーダシステムのためのアンテナアレイであって、
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号を送信するように用いることができる複数の送信アンテナを備え、
送信されたレーダ信号のエコーを受信し、エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナを備える、アンテナアレイに関する。
Further, the present invention is an antenna array for a radar system monitoring at least one surveillance area for an object, comprising:
a plurality of transmit antennas controllable with each transmit signal and operable to transmit a radar signal of interest;
An antenna array comprising a plurality of receive antennas that can be used to receive echoes of transmitted radar signals and convert the echoes into corresponding received signals.
また、本発明は、オブジェクトについて少なくとも1つの監視領域を監視する、少なくとも1つのレーダシステムを備える車両であって、
少なくとも1つのレーダシステムは、
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号を少なくとも1つの監視領域に送信するように用いることができる複数の送信アンテナと、
送信されたレーダ信号のエコーを受信し、エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナと、
送信アンテナ及び受信アンテナに接続され、送信アンテナを制御する送信信号を生成するように用いることができ、且つ、レーダ信号を用いて検出されたオブジェクトに関連するオブジェクト情報を受信信号から確認するように用いることができる、少なくとも1つの制御及び評価装置と、を備えるレーダシステムに関する。
The invention also relates to a vehicle comprising at least one radar system for monitoring at least one surveillance area for objects,
At least one radar system
a plurality of transmit antennas controllable with respective transmit signals and operable to transmit target radar signals to at least one surveillance area;
a plurality of receive antennas operable to receive echoes of a transmitted radar signal and convert the echoes into corresponding received signals;
Connected to the transmit and receive antennas and operable to generate transmit signals to control the transmit antennas and to ascertain from the received signals object information associated with objects detected using radar signals. and at least one control and evaluation device that can be used.
さらに、本発明は、オブジェクトについて少なくとも1つの監視領域を監視するように用いられる、レーダシステムを操作する方法であって、
送信信号を用いて複数の送信アンテナを制御し、且つ、適用可能なレーダ信号を監視領域に送信することと、
複数の受信アンテナを用いて送信されたレーダ信号のエコーを受信し、エコーを対応する受信信号に変換し、信号処理を利用して受信信号を処理し、監視領域内のオブジェクトに関するオブジェクト情報を受信信号から確認することと、
を含む方法に関する。
Further, the present invention is a method of operating a radar system used to monitor at least one surveillance area for an object, comprising:
controlling a plurality of transmit antennas using transmit signals and transmitting applicable radar signals to a surveillance area;
Receive echoes of radar signals transmitted using multiple receive antennas, convert the echoes to corresponding received signals, process the received signals using signal processing, and receive object information about objects within the monitored area. confirming from the signal;
about a method comprising
[先行技術文献]
独国特許出願公開第102018118238号明細書から、レーダ装置を操作する方法及びレーダ装置が知られている。この方法は、監視領域に送信信号を送信するように、互いに間隔を空けて配置された少なくとも2つの送信アンテナを用いることを含む。必要であれば、少なくとも1つの受信アレイ要素を用いて、監視される領域に存在する少なくとも1つのオブジェクトによって反射されたエコー信号が受信される。少なくとも1つのオブジェクト情報が、エコー信号から確認される。レーダ装置は、同じ送信信号を同時に送信するように少なくとも2つの送信アンテナ要素が用いられ、レーダ装置に対する少なくとも1つのオブジェクトの距離及び/又は速度が対応するエコー信号から確認される距離操作モード、又は互いに区別可能な送信信号を送信するように少なくとも2つの送信アンテナ要素が用いられ、適切に区別可能なエコー信号が送信アンテナ要素に割り当てられ、オブジェクトの少なくとも1つの方向成分が確認される方向操作モードのいずれかで操作される。
[Prior art documents]
From DE 102 018 118 238 A1, a method for operating a radar system and a radar system are known. The method includes using at least two transmit antennas spaced apart from each other to transmit transmit signals to the monitored area. If desired, at least one receive array element is used to receive echo signals reflected by at least one object present in the monitored area. At least one piece of object information is ascertained from the echo signal. A range steering mode in which the radar system is used to simultaneously transmit the same transmitted signal with at least two transmit antenna elements and the distance and/or velocity of at least one object relative to the radar system is ascertained from the corresponding echo signals; or A directional steering mode in which at least two transmit antenna elements are employed to transmit transmit signals that are distinguishable from each other, suitably distinguishable echo signals are assigned to the transmit antenna elements, and at least one directional component of an object is ascertained. operated by either
本発明は、レーダシステムの検出範囲と方向決定のための角度分解能という点でレーダシステムの性能が改善される、冒頭に言及された種類のレーダシステム、アンテナアレイ、車両及び方法を設計する目的に基づく。 The present invention is for the purpose of designing a radar system, an antenna array, a vehicle and a method of the kind mentioned at the outset, in which the performance of the radar system in terms of its detection range and angular resolution for direction determination is improved. based on
本発明によれば、この目的は、レーダシステムにおいて、
少なくとも2つの隣接する送信アンテナの各位相中心が、仮想の送信機縦軸上に配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナの位相中心が、送信機縦軸から送信機横間隔で配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナの位相中心を通って、送信機縦軸に垂直に走る仮想の送信機横軸が、送信機縦軸の少なくとも2つの送信アンテナのうちの1つの位相中心を通って、送信機縦軸に垂直に走る仮想の送信機横軸からベース間隔に位置し、
送信機縦軸上の少なくとも2つの隣接する送信アンテナの各仮想の送信機横軸間の送信機縦間隔が、ベース間隔より大きい、
ことで達成される。
According to the invention, this object is achieved in a radar system by:
each phase center of at least two adjacent transmit antennas positioned on a virtual transmitter longitudinal axis;
the phase center of at least one further transmit antenna is spaced laterally from the transmitter longitudinal axis;
A virtual transmitter horizontal axis running perpendicular to the transmitter longitudinal axis through the phase center of at least one further transmit antenna passes through the phase center of one of the at least two transmit antennas of the transmitter longitudinal axis , located at the base distance from a virtual transmitter horizontal axis running perpendicular to the transmitter longitudinal axis, and
a transmitter longitudinal spacing between each virtual transmitter horizontal axis of at least two adjacent transmit antennas on the transmitter longitudinal axis is greater than the base spacing;
This is achieved by
本発明によれば、少なくとも2つの送信アンテナが送信機縦軸に沿って配置される。少なくとも1つのさらなる送信アンテナが送信機縦軸の隣に配置される。送信機縦軸の隣に配置された少なくとも1つの送信アンテナは、他の2つの送信アンテナのうち少なくとも1つの対象送信機横軸の隣からもベース間隔で配置されている。 According to the invention, at least two transmit antennas are arranged along the transmitter longitudinal axis. At least one further transmit antenna is positioned next to the transmitter longitudinal axis. At least one transmit antenna located next to the transmitter longitudinal axis is also spaced at a base distance from at least one of the other two transmit antennas located next to the intended transmitter horizontal axis.
本発明の送信アンテナ構成は、送信アンテナが異なる送信信号を用いて制御されることができる方向操作モード、及び、送信アンテナが同じ送信信号を用いて制御されることができる範囲操作モードのどちらでも操作され得る。 The transmit antenna configuration of the present invention has both a directional operation mode in which the transmit antennas can be controlled using different transmit signals, and a range operation mode in which the transmit antennas can be controlled using the same transmit signal. can be manipulated.
1つの有利な実施形態によれば、送信機縦間隔がベース間隔の整数倍、特に公差のプラスマイナス(plus or minus a tolerance)であってよく、及び/又は、
送信機横間隔がベース間隔より大きくてよく、及び/又は
送信機横間隔が送信機縦間隔より小さくてよい。
これにより、特にコンパクトな送信アンテナ構成が実現され得る。
According to one advantageous embodiment, the longitudinal transmitter spacing may be an integer multiple of the base spacing, in particular plus or minus a tolerance, and/or
The transverse transmitter spacing may be greater than the base spacing and/or the transverse transmitter spacing may be less than the longitudinal transmitter spacing.
Hereby a particularly compact transmit antenna configuration can be achieved.
さらなる有利な実施形態によれば、少なくとも1つのさらなる送信アンテナの送信機横軸は、送信機縦軸上で隣接する少なくとも2つの送信アンテナの送信機横軸間に配置されてよい。この通り、送信アンテナ構成はさらにコンパクトに実現され得る。 According to a further advantageous embodiment, the transmitter transverse axis of at least one further transmitting antenna may be arranged between the transmitter transverse axes of at least two adjacent transmitting antennas on the transmitter longitudinal axis. In this way, the transmit antenna configuration can be realized more compactly.
さらなる有利な実施形態によれば、送信アンテナの少なくとも幾つかが、同じ送信信号を用いて少なくとも一時的に制御可能であり、及び/又は
送信アンテナの少なくとも幾つかが、各送信されたレーダ信号が少なくとも受信アンテナで少なくとも一時的に区別可能であるように、異なる送信信号を用いて少なくとも一時的に制御可能であり、及び/又は
送信アンテナの少なくとも幾つかが、同じ送信信号又は異なる送信信号を用いて、切り替え可能な方式で制御可能である。
According to a further advantageous embodiment, at least some of the transmit antennas are at least temporarily controllable with the same transmit signal and/or at least temporarily controllable using different transmit signals so that at least the receive antennas are at least temporarily distinguishable; and/or at least some of the transmit antennas use the same or different transmit signals. can be controlled in a switchable fashion.
送信アンテナの少なくとも幾つかを、同じ送信信号を用いて少なくとも一時的に制御することは、対象送信アンテナから同じレーダ信号を同時に放出することを可能とする。したがって、各送信アンテナからのレーダ信号を合成して、より大きな信号強度を有する共通のレーダ信号を形成することができる。このように、送信アンテナの少なくとも幾つかが、同じ送信信号を用いて制御されるレーダシステムの操作モードは、範囲操作モードとして呼ぶことができる。 At least temporarily controlling at least some of the transmit antennas with the same transmit signal allows simultaneous emission of the same radar signal from the target transmit antennas. Accordingly, the radar signals from each transmit antenna can be combined to form a common radar signal with greater signal strength. Thus, a radar system operating mode in which at least some of the transmit antennas are controlled using the same transmit signal can be referred to as a range operating mode.
少なくとも2つの隣接する受信アンテナは、有利には、ビームフォーミング方式を用いて操作されてよい。ビームフォーミング方式では、複数の送信チャネルがそれぞれ、定義された位相オフセットを有する同じレーダ信号を送信するように、特にベース間隔で配置された隣接する送信アンテナをコヒーレントに(coherently)用いることができる。 At least two adjacent receive antennas may advantageously be steered using a beamforming scheme. In a beamforming scheme, adjacent transmit antennas, particularly spaced at base intervals, can be used coherently so that multiple transmit channels each transmit the same radar signal with a defined phase offset.
レーダ信号を区別できることは、受信アンテナを用いて受信したレーダ信号の対応するエコーを対象送信アンテナに割り当てることを可能とする。これにより、方向決定のための送信アンテナへの投資(investment)が減少され得る。各送信されたレーダ信号が少なくとも受信アンテナで少なくとも一時的に区別可能であるように、送信アンテナの少なくとも2つが制御されるレーダシステムの操作モードは、方向操作モードとして呼ぶことができる。 The ability to distinguish between radar signals allows the assignment of corresponding echoes of radar signals received with a receive antenna to the target transmit antenna. This may reduce the investment in transmit antennas for direction determination. A mode of operation of a radar system in which at least two of the transmit antennas are controlled such that each transmitted radar signal is at least temporarily distinguishable at least at the receive antenna can be referred to as a directional mode of operation.
送信アンテナの少なくとも2つは、有利にはMIMO方式を用いて操作されてよい。MIMO方式では、少なくとも受信アンテナで少なくとも一時的に区別可能な各レーダ信号を、送信アンテナが送信する。これにより、方向決定のための分解能が改善され得る。 At least two of the transmit antennas may advantageously be operated using a MIMO scheme. In a MIMO scheme, a transmit antenna transmits each radar signal that is at least temporarily distinguishable at least at the receive antenna. This may improve the resolution for direction determination.
送信アンテナの少なくとも幾つかが、同じ送信信号又は異なる送信信号を用いて切り替え可能な方式で制御可能であるため、レーダシステムは方向操作モードと範囲操作モードとの間で切り替え可能である。送信アンテナの少なくとも幾つかは、有利には自動的に及び/又は必要に応じて切り替え可能である。 Since at least some of the transmit antennas are controllable in a switchable manner using the same or different transmit signals, the radar system is switchable between directional and range operating modes. At least some of the transmit antennas are advantageously switchable automatically and/or as needed.
方向操作モードにおいては、範囲操作モードにおいてよりも高い分解能が可能である。逆に、範囲操作モードにおいては、方向操作モードにおいてよりも広い検出範囲が可能である。 A higher resolution is possible in the directional operation mode than in the range operation mode. Conversely, in the range operation mode, a wider detection range is possible than in the direction operation mode.
レーダシステム、特にレーダシステムの少なくとも1つの制御及び評価装置は、有利には、送信アンテナの少なくとも幾つかが同じ送信信号を用いて制御可能な操作モード、特に範囲稼働モード又はビームフォーミングモードと、送信アンテナの少なくとも幾つかが異なる送信信号を用いて制御可能な操作モード、特に方向モード又はMIMOモードと、の間でレーダシステムを切り替えるように用いられてよい、少なくとも1つの切り替え手段を備えてよい。 A radar system, in particular at least one control and evaluation device for a radar system, advantageously has an operating mode, in particular a range active mode or a beamforming mode, in which at least some of the transmitting antennas can be controlled using the same transmitting signal, and a transmitting At least one switching means may be provided which may be used to switch the radar system between modes of operation in which at least some of the antennas are controllable using different transmitted signals, in particular a directional mode or a MIMO mode.
少なくとも4つの受信アンテナの各位相中心は、有利には仮想の受信機縦軸上に配置されてよく、これは、2つの隣接する受信アンテナが互いにベース間隔で配置されることを可能とし、
少なくとも2つの隣接する受信アンテナの各位相中心が互いに、ベース間隔より大きな各受信機縦間隔で配置されることを可能とする。
The phase center of each of the at least four receive antennas may advantageously be placed on a virtual receiver longitudinal axis, which allows two adjacent receive antennas to be placed at a base distance from each other,
Allowing each phase center of at least two adjacent receive antennas to be positioned with respect to each other at each receiver longitudinal spacing greater than the base spacing.
4つの受信アンテナは、有利には、仮想の受信機縦軸に沿って互いに隣り合って配置されてよい。ここでは、少なくとも2つの受信アンテナが、ベース間隔で配置されてよい。これにより、受信アンテナは別個の方向決定をするように用いられ得る。少なくとも2つの受信アンテナは、より大きな間隔で配置されてよい。これにより、受信アンテナ構成は全体的により大きくすることができる。そのため、レーダシステムのアパーチャが大きくすることができる。 The four receive antennas may advantageously be arranged next to each other along a virtual receiver longitudinal axis. Here, at least two receive antennas may be arranged with a base spacing. This allows the receive antennas to be used to make separate directional determinations. The at least two receive antennas may be spaced apart by a greater distance. This allows the overall receive antenna configuration to be larger. Therefore, the aperture of the radar system can be increased.
本発明の受信アンテナ構成は、送信アンテナが異なる送信信号を用いて制御される方向操作モードと、送信アンテナが同じ送信信号を用いて制御される範囲稼働モードとの両方で、レーダシステムを用いるために採用され得る。 The receive antenna configuration of the present invention is for using a radar system in both a directional steering mode, in which the transmit antennas are controlled using different transmit signals, and a range operation mode, in which the transmit antennas are controlled using the same transmit signal. can be adopted for
少なくとも1つの受信機縦間隔は、有利にはベース間隔の整数倍、特に公差のプラスマイナス(plus or minus a tolerance)であってよい。これにより、受信アンテナ構成の範囲が受信機縦軸の方向に増加され得る。これにより、送信構成及び受信構成から形成された、対応する大きなバーチャル受信アンテナアレイが、レーダシステムの方向操作モードの方向に、対応する大きなアパーチャを容易にすることができる。 At least one longitudinal receiver spacing may advantageously be an integer multiple of the base spacing, in particular plus or minus a tolerance. This allows the range of receive antenna configurations to be increased in the direction of the longitudinal axis of the receiver. This allows a corresponding large virtual receive antenna array formed from the transmit and receive configurations to facilitate a corresponding large aperture in the direction of the steering mode of the radar system.
受信機縦軸の外側に位置する2つの受信アンテナの各位相中心は、有利にはベース間隔で配置されてよい。これにより、レーダシステムの方向操作モードにおいてより良い分解能をもたらす、対応するバーチャル受信アンテナアレイが実現され得る。 The respective phase centers of the two receive antennas lying outside the receiver longitudinal axis may advantageously be spaced apart by the base. A corresponding virtual receive antenna array can thereby be realized that provides better resolution in the steering mode of the radar system.
互いに隣接する少なくとも2つの受信アンテナの各位相中心は、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナの位相中心の同側に配置され、
ベース間隔で配置された2つの受信アンテナに最も近い受信アンテナの位相中心と、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナの最も近い位相中心との間の受信機縦間隔が、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナに最も近い受信アンテナの位相中心と、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナから離間している受信アンテナの位相中心との間の受信機縦間隔より小さくてよく、又は、
ベース間隔で配置された2つの受信アンテナに最も近い受信アンテナの位相中心と、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナの最も近い位相中心との間の受信機縦間隔が、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナに最も近い受信アンテナの位相中心と、ベース間隔で配置された2つの受信アンテナから離間している受信アンテナの位相中心との間の受信機縦間隔より大きくてよい。これにより、大きなアパーチャを大きな分解能と組み合わせるバーチャル受信アンテナアレイが、レーダシステムの方向操作モードにおいて実現され得る。
each phase center of at least two receive antennas adjacent to each other is positioned on the same side of the phase center of two base-spaced receive antennas;
The receiver longitudinal spacing between the phase centers of the nearest receive antennas of the two base-spaced receive antennas and the nearest phase centers of the two base-spaced receive antennas is the base-spaced be less than the receiver longitudinal spacing between the phase center of the receive antenna closest to the two receive antennas in the base spacing and the phase center of the receive antenna spaced apart from the two receive antennas spaced at the base;
The receiver longitudinal spacing between the phase centers of the nearest receive antennas of the two base-spaced receive antennas and the nearest phase centers of the two base-spaced receive antennas is the base-spaced may be greater than the receiver longitudinal spacing between the phase center of the receive antenna closest to the two receive antennas and the phase center of the receive antenna spaced apart from the two receive antennas spaced by the base spacing. Thereby, a virtual receive antenna array that combines a large aperture with a large resolution can be realized in the steering mode of the radar system.
最も近い受信アンテナの受信機縦間隔が、離間された受信アンテナの受信機縦間隔より小さい場合、受信アンテナ構成はよりコンパクトになり得る。 The receive antenna configuration can be more compact if the longitudinal receiver spacing of the nearest receive antenna is smaller than the longitudinal receiver spacing of the spaced apart receive antennas.
この場合、ベース間隔及び2つの縦間隔は、有利にはゴロム定規(Golomb ruler)の表示に従って配置されてよい。 In this case, the base interval and the two longitudinal intervals may advantageously be arranged according to the indication of the Golomb ruler.
最も近い受信アンテナの受信機縦間隔が離間された受信アンテナの受信機縦間隔より大きい場合、対応する大きな分解能をもたらす、対応する広がったバーチャル受信アンテナアレイがレーダシステムの方向操作モードにおいて実現され得る。この場合、より大きなアパーチャをレーダシステムの範囲操作モードにおいて容易にすることができる。 If the receiver longitudinal spacing of the nearest receive antenna is greater than the receiver longitudinal spacing of the spaced-apart receive antennas, a corresponding spread virtual receive antenna array can be implemented in the steering mode of the radar system, providing correspondingly greater resolution. . In this case, a larger aperture can be facilitated in range operating modes of the radar system.
3つの隣接する受信アンテナ間の、2つの受信機縦間隔の大きい方と、2つの受信機縦間隔の小さい方との商は、有利には1.5又は1.5の整数倍であってよい。これにより、角度測定の明確さが向上され得る。 The quotient of the two larger longitudinal receiver spacings and the two smaller longitudinal receiver spacings between three adjacent receiving antennas is preferably 1.5 or an integer multiple of 1.5. good. This may improve the clarity of the angle measurement.
3つの隣接する受信アンテナ間の、2つの受信機縦間隔の大きい方と、2つの受信機縦間隔の小さい方との商は、有利には1.5の2倍、つまり3であってよい。 The quotient of the two larger receiver longitudinal spacings and the two smaller receiver longitudinal spacings between three adjacent receiving antennas may advantageously be twice 1.5, ie 3. .
さらなる有利な実施形態によれば、ベース間隔は、送信アンテナを用いて送信されたレーダ信号の波長の半分、特に公差のプラスマイナスに対応してよい。これにより、レーダシステムの方向操作モードにおける送信機で明確に向けられたレーダ信号(distinctly directed radar signals)が実現され得る。加えて、方向操作モードにおいて明確な角度測定をすることができる。 According to a further advantageous embodiment, the base spacing may correspond to half the wavelength of the radar signal transmitted using the transmitting antenna, in particular plus or minus a tolerance. Hereby, distinctly directed radar signals at the transmitter in the steering mode of the radar system can be realized. In addition, explicit angle measurements can be made in the directional manipulation mode.
少なくとも1つの送信アンテナは、有利には複数のアンテナ要素を備えてよい。これにより、少なくとも1つの送信アンテナの送信特性が改善され得る。代わりに又は加えて、少なくとも1つの受信アンテナは、有利には複数のアンテナ要素を備えてよい。これにより、少なくとも1つの受信アンテナの受信特性が向上され得る。 At least one transmit antenna may advantageously comprise a plurality of antenna elements. This may improve the transmission characteristics of the at least one transmit antenna. Alternatively or additionally, the at least one receiving antenna may advantageously comprise a plurality of antenna elements. This may improve reception characteristics of the at least one reception antenna.
送信アンテナの位相中心は、有利には送信アンテナ平面に配置されてよい。これにより、位相中心の位置がより容易に定義され得る。そのため、より正確なレーダ測定を行うことができる。送信アンテナの主ビーム方向は、有利には送信アンテナ平面に垂直に走っていてもよい。これにより、主ビーム方向がより容易に定義され得る。 The phase centers of the transmit antennas may advantageously be located in the transmit antenna plane. This allows the position of the phase center to be defined more easily. Therefore, more accurate radar measurement can be performed. The main beam direction of the transmitting antenna may advantageously run perpendicular to the plane of the transmitting antenna. This allows the main beam direction to be defined more easily.
代わりに又は加えて、送信アンテナの位相中心は、有利には受信アンテナ平面内に配置されてよい。これにより、位相中心の位置がより簡単に定義され得る。したがって、より正確なレーダ測定を行うことができる。受信アンテナの主受信方向は、有利には受信アンテナ平面に垂直に走っていてもよい。これにより、主受信方向がより簡単に定義され得る。 Alternatively or additionally, the phase center of the transmit antenna may advantageously be located in the plane of the receive antenna. This allows the position of the phase center to be defined more easily. Therefore, more accurate radar measurements can be made. The main receiving direction of the receiving antenna may advantageously run perpendicular to the plane of the receiving antenna. This allows the primary receiving direction to be defined more easily.
代わりに又は加えて、送信アンテナの位相中心と受信アンテナの位相中心は、有利には共通のアンテナ平面内に配置されてよい。これにより、位相中心の位置がより正確に配置され得る。 Alternatively or additionally, the phase center of the transmitting antenna and the phase center of the receiving antenna may advantageously be arranged in a common antenna plane. This allows the position of the phase center to be located more accurately.
送信アンテナの少なくとも幾つかは、有利にはアンテナアレイとして実現されてよい。これにより、送信アンテナは共に製造され、組み立てられることができる。 At least some of the transmit antennas may advantageously be implemented as antenna arrays. This allows the transmitting antennas to be manufactured and assembled together.
代わりに又は加えて、受信アンテナの少なくとも幾つかは、有利にはアンテナアレイとして実現されてよい。これにより、受信アンテナは共に製造され、組み立てられることができる。 Alternatively or additionally, at least some of the receiving antennas may advantageously be implemented as antenna arrays. This allows the receiving antennas to be manufactured and assembled together.
代わりに又は加えて、送信アンテナの少なくとも幾つかと受信アンテナの少なくとも幾つかは、有利には共通のアンテナアレイとして実現されてよい。これにより、送信アンテナ及び受信アンテナは共に製造され、組み立てられることができる。 Alternatively or additionally, at least some of the transmit antennas and at least some of the receive antennas may advantageously be implemented as a common antenna array. This allows the transmit and receive antennas to be manufactured and assembled together.
受信アンテナ構成と送信アンテナ構成との特別な本発明の組み合わせは、レーダシステムが方向操作モード、特にMIMOモードで操作される場合、大きなアパーチャと大きな分解能を組み合わせるバーチャル受信アンテナアレイが実現され得ることを意味する。 The particular inventive combination of receive and transmit antenna configurations demonstrates that virtual receive antenna arrays combining large apertures and large resolutions can be realized when radar systems are operated in directional steering modes, particularly MIMO modes. means.
レーダシステムはオブジェクト情報、特に距離、方向、及び/又はオブジェクトの速度、特にレーダシステムに対するオブジェクト目標(target)、を確認するように用いられてよい。オブジェクト目標は、受信アンテナを用いてエコーとして受信され得る、レーダ信号が反射されるオブジェクトの領域である。 The radar system may be used to ascertain object information, particularly the range, direction, and/or velocity of the object, particularly the object's target for the radar system. An object target is a region of an object from which radar signals are reflected, which can be received as an echo using a receiving antenna.
方向決定は、レーダシステムに対して目標が位置する方向の決定である。この場合、方向は、レーダシステムの基準軸に対する角度、特に送信アンテナの主ビーム方向として特定されてよい。 Orientation is the determination of the direction in which the target is located relative to the radar system. In this case the direction may be specified as an angle with respect to the reference axis of the radar system, in particular the main beam direction of the transmitting antenna.
送信機縦軸及び/又は受信機縦軸、さらに送信アンテナの主ビーム方向は、有利には空間的に水平方向であってよい。これにより、水平方向に延在する監視領域が、角度分解能で監視され得る。方向は、ここでは方位角として決定されてよい。 The transmitter longitudinal axis and/or the receiver longitudinal axis, as well as the main beam direction of the transmitting antenna, may advantageously be spatially horizontal. Thereby, a horizontally extending monitoring area can be monitored with angular resolution. Direction may be determined here as an azimuth angle.
レーダシステムは、有利には送信アンテナを制御するための手段、特に送信信号を生成するための手段を備えてよい。さらに、レーダシステムは受信信号を処理する手段を備えてもよい。制御及び/又は処理のための手段は、共通の制御及び評価装置を用いるソフトウェア及び/又はハードウェアの形態で実現されてよい。制御及び評価装置は、送信信号のための適切な送信チャネル及び/又は受信信号のための受信チャネルを備えてよい。送信信号及び/又は受信信号は、電気信号であってよい。これにより、制御及び/又は評価のために電子的手段が用いられてよい。 The radar system may advantageously comprise means for controlling the transmit antenna, in particular means for generating the transmit signal. Furthermore, the radar system may comprise means for processing received signals. The means for control and/or processing may be implemented in the form of software and/or hardware using common control and evaluation equipment. The control and evaluation device may comprise suitable transmission channels for transmitted signals and/or reception channels for received signals. The transmitted and/or received signals may be electrical signals. Electronic means may thereby be used for control and/or evaluation.
本発明は、車両、特に自動車両のレーダシステムに用いられてよい。本発明は、有利には、陸上車両、特に自動車、トラック、バス、バイク等、又は飛行機、及び/又は船に用いられてよい。本発明は、自動又は少なくとも半自動で操作され得る車両に用いられてよい。しかしながら、本発明は車両での使用に限定されない。本発明は、固定されて動作するレーダシステムにも用いられてよい。 The invention may be used in radar systems of vehicles, in particular motor vehicles. The invention may advantageously be used in land vehicles, in particular cars, trucks, buses, bikes, etc., or in planes and/or ships. The invention may be used in vehicles that can be operated automatically or at least semi-automatically. However, the invention is not limited to use in vehicles. The invention may also be used in stationary operating radar systems.
レーダシステムは、有利には車両の少なくとも1つの電子制御装置、特に運転者補助システム又はシャシー(Chassis)制御システム及び/又は運転者情報装置及び/又は駐車補助システム及び/又は姿勢認識システム等に接続されてよく、又はそのような装置又はシステムの一部であってもよい。これにより、車両は自動又は半自動で操作され得る。 The radar system is advantageously connected to at least one electronic control unit of the vehicle, in particular a driver assistance system or a chassis control system and/or a driver information device and/or a parking assistance system and/or an attitude recognition system or the like. or be part of such a device or system. The vehicle can thereby be operated automatically or semi-automatically.
レーダシステムは、停止している又は動いているオブジェクト、特に車両、人、動物、植物、障害物、特にくぼみ又は石の道路の凸凹、道路境界、道路標識、特に駐車空間の空き空間、降水等を検出するように用いられてよい。 Radar systems can detect stationary or moving objects, especially vehicles, people, animals, plants, obstacles, especially potholes or stony road irregularities, road boundaries, road signs, especially empty parking spaces, precipitation, etc. may be used to detect the
更なる有利な実施形態によれば、送信アンテナ及び受信アンテナの構成は、少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素が、少なくとも1つの仮想のアレイ縦軸上に配置されるバーチャル受信アンテナアレイを実現するように、レーダシステムの方向操作モードにおいて用いられ、
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素が、互いにベース間隔で配置されてよく、及び/又は
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素が、ベース間隔より大きい間隔で配置されてよく、及び/又は
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素が、ベース間隔の整数倍に対応する間隔で配置されてよい。互いにベース間隔で配置されるバーチャル受信アンテナアレイは、明確な方向決定を実現するように用いられてよい。概して、ベース間隔より大きな間隔のバーチャル受信アンテナアレイは、より大きなバーチャル受信アンテナアレイを実現するように用いられてよい。より大きなバーチャル受信アンテナアレイは、より大きな口径を実現するように用いられてよい。このように、概して、レーダシステムは、目標オブジェクトの方向を明確且つより正確に確認するように、対応する大きな角度範囲において用いられてよい。
According to a further advantageous embodiment, the configuration of transmit and receive antennas realizes a virtual receive antenna array in which at least two adjacent virtual receive array elements are arranged on at least one virtual array longitudinal axis. used in the directional steering mode of radar systems, such as
At least two adjacent virtual receive array elements may be spaced at a base spacing from each other, and/or At least two adjacent virtual receive array elements may be spaced at a spacing greater than the base spacing, and/or At least two Two adjacent virtual receive array elements may be spaced at intervals corresponding to integer multiples of the base interval. A virtual receive antenna array spaced at a base distance from each other may be used to achieve unambiguous direction determination. In general, virtual receive antenna arrays with spacing greater than the base spacing may be used to achieve larger virtual receive antenna arrays. Larger virtual receive antenna arrays may be used to achieve larger apertures. Thus, in general, the radar system may be used over a correspondingly large angular range to clearly and more accurately ascertain the direction of the target object.
送信アンテナ及び受信アンテナの本発明の構成は、送信アンテナの位相中心及び受信アンテナの位相中心の位置の幾何学的畳み込み方式によって、数多くのバーチャル受信アンテナアレイ要素を備えるバーチャル受信アンテナアレイを達成するために用いられてよい。 The inventive configuration of transmit and receive antennas is achieved by a geometric convolution scheme of the position of the phase center of the transmit antenna and the phase center of the receive antenna to achieve a virtual receive antenna array comprising a large number of virtual receive antenna array elements. may be used for
さらなる有利な実施形態によれば、バーチャル受信アンテナ内のバーチャル受信アレイ要素は、少なくとも2つの仮想のアレイ縦軸にわたって分配される方式で配置されてよく、
異なるアレイ縦軸に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素が、アレイ縦軸の方向に見たときに同じ高さに配置されてよく、及び/又は
異なるアレイ縦軸に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素が、アレイ縦軸の方向に見たときに、互いにオフセットされる方式で配置されてよく、及び/又は
異なるアレイ縦軸に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素が、アレイ縦軸の方向に見たときに、互いにベース間隔だけオフセットされる方式で配置されてよい。
According to a further advantageous embodiment, the virtual receive array elements within the virtual receive antenna may be arranged in a manner distributed over at least two virtual array longitudinal axes,
at least two virtual receive array elements arranged on different longitudinal array axes may be arranged at the same height when viewed in the direction of the longitudinal array axes; The virtual receive array elements may be arranged in a manner that is offset from each other when viewed in the direction of the array longitudinal axis, and/or at least two virtual receive array elements arranged on different array longitudinal axes They may be arranged in such a way that they are offset from each other by the base spacing when viewed in the axial direction.
異なるアレイ縦軸上のバーチャル受信アンテナアレイ要素の構成は、目標オブジェクトの方向が二次元的に確認されることを可能とする。バーチャル受信アンテナアレイのオフセット構成は、目標オブジェクトの方向を決定するとき、より良い角度分解能を達成することを可能とする。 The configuration of the virtual receive antenna array elements on different array longitudinal axes allows the direction of the target object to be ascertained in two dimensions. The offset configuration of the virtual receive antenna array allows achieving better angular resolution when determining the direction of the target object.
本発明によれば、
少なくとも2つの隣接する送信アンテナの各位相中心が、仮想の送信機縦軸上に配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナの位相中心が、送信機縦軸から送信機横間隔で配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナの位相中心を通って、送信機縦軸に垂直に走る仮想の送信機横軸が、送信機縦軸の少なくとも2つの送信アンテナのうちの1つの位相中心を通って、送信機縦軸に垂直に走る仮想の送信機横軸からベース間隔に位置し、また、
送信機縦軸上の少なくとも2つの隣接する送信アンテナの各仮想の送信機横軸間の送信機縦間隔が、ベース間隔より大きい、
ことで、目的がアンテナアレイのためにさらに達成される。
According to the invention,
each phase center of at least two adjacent transmit antennas positioned on a virtual transmitter longitudinal axis;
the phase center of at least one further transmit antenna is spaced laterally from the transmitter longitudinal axis;
A virtual transmitter horizontal axis running perpendicular to the transmitter longitudinal axis through the phase center of at least one further transmit antenna passes through the phase center of one of the at least two transmit antennas of the transmitter longitudinal axis , located at the base distance from a virtual transmitter horizontal axis running perpendicular to the transmitter longitudinal axis, and
a transmitter longitudinal spacing between each virtual transmitter horizontal axis of at least two adjacent transmit antennas on the transmitter longitudinal axis is greater than the base spacing;
Thus the objective is further achieved for the antenna array.
本発明によれば、車両が少なくとも1つの本発明のレーダシステムを備えることで、本目的が車両についても達成される。 According to the invention, this object is also achieved for a vehicle in that the vehicle is equipped with at least one radar system according to the invention.
本発明によれば、車両は、車両の周りのオブジェクトを監視できる少なくとも1つのレーダシステムを備える。少なくとも1つのレーダシステムを用いて確認されたオブジェクト情報は、運転者補助システムと共に、車両の操作を制御するように使われ得る。これにより、車両は自動又は半自動で操作され得る。 According to the invention, the vehicle is equipped with at least one radar system capable of monitoring objects around the vehicle. Object information identified using at least one radar system can be used in conjunction with driver assistance systems to control the operation of the vehicle. The vehicle can thereby be operated automatically or semi-automatically.
本発明によれば、
送信アンテナの少なくとも幾つかが同じ送信信号を用いて少なくとも一時的に制御される範囲操作モード、及び、
送信アンテナの少なくとも幾つかが、各受信されたレーダ信号が少なくとも受信アンテナで少なくとも一時的に区別可能であるように、異なる送信信号を用いて少なくとも一時的に制御される方向操作モードの間の切り替えが行われる、
ことで、本目的が方法についてもさらに達成される。
According to the invention,
a range operation mode in which at least some of the transmit antennas are at least temporarily controlled using the same transmit signal; and
Switching between directional steering modes in which at least some of the transmit antennas are at least temporarily controlled using different transmit signals such that each received radar signal is at least temporarily distinguishable at the receive antenna takes place,
Thus, the object is further achieved for the method.
本発明によれば、レーダシステムは、長い検出範囲を達成するための範囲操作モードと、方向決定のための角度分解能を増加させるための方向操作モードとの間で交互に操作される。 According to the present invention, the radar system is operated alternately between a range mode of operation to achieve long detection range and a direction mode of operation to increase the angular resolution for direction determination.
方向操作モードにおける区別性は、反射されたレーダ信号、つまりエコーが、受信アンテナにおける各送信アンテナに割り当てられることを可能とする。 Distinction in directional steering mode allows reflected radar signals, or echoes, to be assigned to each transmit antenna in the receive antenna.
少なくとも2つの送信アンテナは、有利には、異なるように符号化されたレーダ信号を送信するように用いられてよい。これにより、レーダ信号は、受信アンテナにおいて互いに少なくとも一時的に区別されることができる。 At least two transmit antennas may advantageously be used to transmit differently encoded radar signals. Thereby, the radar signals can be at least temporarily distinguished from each other at the receiving antenna.
送信信号は、有利には、区別可能なレーダ信号を生成するために、特に位相変調によって互いに関連して符号化されてよい。これにより、送信信号及び受信信号の間に、少なくとも一時的な信号の直交性が達成され得る。これにより、レーダ信号及び対応するエコーは、互いに区別されてレンダリングされることができる。 The transmitted signals may advantageously be encoded in relation to each other, in particular by phase modulation, in order to generate distinguishable radar signals. Thereby, at least temporal signal orthogonality may be achieved between the transmitted and received signals. This allows the radar signal and the corresponding echo to be rendered separately from each other.
受信信号は、有利には、特にフーリエ変換を用いる適切な評価によって、受信機で処理されてよい。評価を行う手段は、有利にはソフトウェア及び/又はハードウェアの形態で、特に少なくとも1つの制御及び評価装置において実現されてよい。 The received signal may advantageously be processed in the receiver, especially by suitable evaluation using a Fourier transform. The means for evaluating may advantageously be implemented in the form of software and/or hardware, in particular in at least one control and evaluation device.
或いは、本発明のレーダシステム、本発明のアンテナアレイ、本発明の車両、本発明の方法、及びそれらのそれぞれの有利な構成と関連して示された機能及び利点は、相互に対応する方式で適用され、逆もまた然りである。もちろん、個別的な機能及び利点も互いと組み合わせられることができ、個別的な効果を超える有利な効果も発生することがある。 Alternatively, the features and advantages indicated in connection with the inventive radar system, the inventive antenna array, the inventive vehicle, the inventive method, and their respective advantageous configurations may be referred to in a mutually corresponding manner. applied and vice versa. Of course, individual features and advantages may also be combined with each other, and advantageous effects may occur that go beyond the individual effects.
本発明のさらなる利点、特徴、及び詳細は、図面を参照して本発明の例示的な実施形態がより詳細に説明される以下の説明から明らかになるであろう。当業者は、便宜上、図面、説明、及び特許請求の範囲で組み合わせて開示された特徴を個別に考慮し、それらを組み合わせて意味のあるさらなる組み合わせを形成するであろう。概略的に、図では、
図面において、同じ構成要素には同じ参照符号がつけられている。 In the drawings, the same components are provided with the same reference numerals.
図1は、自動車両10の正面図を、自動車の形態として示している。図2は、自動車両10を平面図で示している。図3で、自動車両100は側面図で示されている。
FIG. 1 shows a front view of an
自動車両10は、レーダシステム12を備える。例として、レーダシステム12は、自動車両10のフロントフェンダー(Fender)に配置されている。レーダシステム12は、進行方向16において、オブジェクト18について、自動車両10の前方の監視領域14を監視するように用いられてよい。また、レーダシステム12は、自動車両10の他の位置に、異なるように配置され方向付けられてよい。レーダシステム12は、自動車両10又はレーダシステム12に対するオブジェクト18のオブジェクト目標の、例えば距離r及び方向、例えば、方位角φ及び仰角Θの形態でのオブジェクト情報を確認するように用いられてよい。選択的に、自動車両10に対するオブジェクト目標の速度も確認され得る。オブジェクト18のオブジェクト目標は、レーダビームが反射されてエコーとして反射され得るオブジェクト18の一部である。
オブジェクト18は、停止している又は動いているオブジェクト、特に車両、人、動物、植物、障害物、特にくぼみ又は石の道路の凸凹、道路境界、道路標識、特に駐車空間の空き空間、降水等であり得る。
より良い方向付けのため、デカルトxyz座標の対象座標軸が図1乃至図5、図10、及び図11に示されている。示された例示的な実施形態において、x軸は自動車両10の車両縦軸の方向に延在し、y軸は車両横軸に沿って延在し、z軸はx-y平面に空間的に垂直で上方向に延在する。自動車両10が水平な道路上で動作中の場合、x軸及びy軸は空間的に水平に延在し、z軸は空間的に垂直に延在する。
Cartesian xyz coordinate axes of interest are shown in FIGS. 1-5, 10 and 11 for better orientation. In the exemplary embodiment shown, the x-axis extends in the direction of the vehicle longitudinal axis of
レーダシステム12は、周波数変調連続波レーダ(Frequency-modulated continuous wave radar)として構成される。周波数変調連続波レーダは、専門家の間ではFMCW(Frequency modulated continuous wave)とも呼ばれる。レーダシステム12は、方位角φと仰角Θとの間の関係において、大きな角度分解能で、遠距離rに位置するオブジェクト18を検出するように用いられてよい。
レーダシステム12は、運転者補助システム20に接続されている。運転者補助システム20は、自動車両10を自動又は半自動で操作するように用いられてよい。
レーダシステム12は、アンテナアレイ22と、制御及び評価装置24を備える。図4は、第1の例示的な実施形態に係るアンテナアレイ22を示す。図10は、第2の例示的な実施形態に係るアンテナアレイを示す。
第1の例示的な実施形態に係るアンテナアレイ22に関連するレーダシステム12は、以下、まず図4乃至図9と関連して説明されている。
A
例として、アンテナアレイ22は3つの送信アンテナ26及び4つの受信アンテナ28を備える。例として、受信アンテナ28は送信アンテナ26の空間的に下に配置されている。しかし、受信アンテナ28は上、隣、または少なくとも幾つかの場合においては、例えば送信アンテナ26の間、同じ高さで配置されてもよい。
By way of example,
各送信アンテナ26は、対応する送信チャネルに接続されている。送信チャネルは、適切な電気的送信信号を用いて各送信アンテナ26を制御するように用いられてよい。したがって、各受信アンテナ28も対応する受信チャネルに接続されている。受信チャネルは、受信アンテナ28から電気的受信信号を送信するように用いられてよい。送信チャネル及び受信チャネルは、例えば制御及び評価装置24内に統合されてよい。
Each transmit
送信アンテナ26は、制御のため電気的送信信号を用いて対象レーダ信号30を送信するように用いられてよい。
The transmit
各送信アンテナ26の位置は、それぞれの位相中心32によって定義される。
The position of each transmit
送信アンテナ26のうち2つの各位相中心32は、仮想の送信機縦軸34上に隣接して配置されている。例として、送信機縦軸34は、y軸と平行に延在する。
Each
3番目の送信アンテナ26の位相中心32は、図4において、送信機縦軸34の下に隣接して配置されている。3番目の送信アンテナ26は、送信機縦軸34から送信機横間隔36に位置する。
The
それぞれの場合において、対応する仮想の送信機横軸38が3つの送信アンテナ26の位相中心を通って走る。送信機横軸38は送信機縦軸34と垂直に、例としてz軸に平行に延在する。
In each case, the corresponding virtual transmitter
個々の送信アンテナ26の送信機横軸38は、送信機縦軸34上で隣接する2つの送信アンテナ26の送信機横軸38間に配置されている。
The
個々の送信アンテナ26の送信機横軸38は、図4で、右側の送信アンテナ26の送信機横軸38からベース間隔40で位置する。例として、ベース間隔40が、送信アンテナ26を用いて送信されたレーダ信号30の波長λの半分に対応し、選択的に公差のプラスマイナスがある。
The
送信機縦軸34上の2つの送信アンテナ26の各送信機横軸38間の送信機縦間隔42は、ベース間隔40の3倍、選択的に公差のプラスマイナスである。送信機横間隔36は送信機縦間隔42より小さく、ベース間隔40より大きい。
The transmitter
さらに、アンテナアレイ22は、例として、4つの受信アンテナ28を備える。受信アンテナ28は、送信されたレーダ信号30のエコー44を受信し、当該エコーを対応する電気的受信信号に変換するように用いられてよい。
Further, the
例として、送信アンテナ26の位相中心32及び受信アンテナ28の位相中心32は、共通のアンテナ平面に配置されている。例として、アンテナ平面はy―z平面と平行に延在する。送信アンテナ26の主ビーム方向は、例として、アンテナ平面に垂直に走る、つまり車両縦軸に平行又はx軸と平行に走る。受信アンテナ28の主受信方向も、例として、アンテナ平面と垂直に走る。
By way of example, the
受信アンテナ28の各位相中心32は、仮想の受信機縦軸46上に配置されている。受信機縦軸46は、送信機縦軸34と平行に走る。
Each
図4の左から見て1番目及び2番目の受信アンテナ28の位相中心32は、互いにベース間隔40で配置されている。ベース間隔で配置された2つの受信アンテナ28は、オブジェクト目標の明確な方向決定を行うように用いられてよい。
The phase centers 32 of the first and second receive
3番目及び4番目の受信アンテナ28の位相中心32は、ベース間隔40で配置された2つの受信アンテナ28の位相中心32の同じ側に配置されている。
The phase centers 32 of the third and fourth receive
図4の左から2番目の受信アンテナ28の位相中心32は、左から3番目の受信アンテナ28の位相中心32から第1受信機縦間隔48aで配置されている。第1受信機縦間隔48aはベース間隔40の2倍、選択的に公差のプラスマイナスである。
The
図4の左から3番目の受信アンテナ28の位相中心32は、左から4番目の受信アンテナ28の位相中心32から第2受信機縦軸48bで配置されている。第2受信機縦間隔48bはベース間隔40の6倍、選択的に公差のプラスマイナスである。第2受信機縦間隔48bと第1受信機縦間隔48aとの商は、3である。
The
例として、ベース間隔40及び2つの受信機縦間隔48a、48bは、ゴロム定規の表示に従って配置されてよい。
By way of example, the
2つの外側受信アンテナ、つまり左から1番目の受信アンテナ28及び4番目の受信アンテナ28の間の最も大きな間隔は、方位角φの方向に、レーダシステム12の対応する大きなアパーチャを実現するように用いられる。
The largest spacing between the two outer receive antennas, the first receive
送信アンテナ26の位相中心32及び受信アンテナ28の位相中心32の特定の構成は、図5に示されたバーチャル受信アンテナアレイ50がレーダシステム12の方向操作モードにおいて実現されることを可能とし、そのアレイは方位角φの方向に大きなアパーチャと大きな分解能を組み合わせる。例として、受信アレイ要素52は、送信アンテナ26の位相中心32及び受信アンテナ28の位相中心32の位置の幾何学的畳み込み方式によって達成される。
The particular configuration of the phase centers 32 of the transmit
バーチャル受信アンテナアレイ50は、合計12個のバーチャル受信アンテナアレイ要素52を備える。受信アレイ要素52は、第1仮想アレイ縦軸54a及び第2仮想アレイ縦軸54bに分散された方式で配置されている。アレイ縦軸54a及び54b上の受信アレイ要素52の分散された構成は、目標オブジェクトの方向が2つの空間次元、つまり、y軸又は方位角φの方向と、z軸又は仰角Θの方向と、において確認されることを可能とする。受信アレイ要素52は、例として、共通のアレイ平面に位置する。例として、アレイ平面はy-z軸と平行に延在する。
Virtual receive
受信アレイ要素52のうち6つが、第1仮想アレイ縦軸54a上に配置されている。
Six of the receive
図5の左から見て1番目と2番目の受信アレイ要素52、3番目と4番目の受信アレイ要素52、及び5番目と6番目の受信アレイ要素52は、それぞれ第1アレイ縦軸54a上に、互いにベース間隔40で配置されている。互いにベース間隔40で配置されている受信アレイ要素52は、明確な方向決定を実現するように用いられることができる。
Viewed from the left of FIG. 5, the first and second receive
図5の左から見て2番目と3番目の受信アレイ要素52、5番目と6番目の受信アレイ要素52,6番目と7番目の受信アレイ要素52、及び7番目と8番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上に、互いに第1間隔56aで配置されている。第1間隔56aはベース間隔40の2倍に対応する。
2nd and 3rd receive
7番目と8番目の受信アンテナ要素52の間の第2間隔56bは、ベース間隔40の4倍に対応する。
A
受信アレイ要素52のうち4つは、第2仮想アレイ縦軸54b上に配置されている。第2アレイ縦軸54bは、アレイ平面において第1アレイ縦軸54aと平行に走る。2つのアレイ縦軸54a及び54bは、y軸と並行に延在する。
Four of the receive
アレイ縦軸54a及び54bの方向に見た場合、第2アレイ縦軸54b上の、図5の左から見て1番目の受信アレイ要素52は、例として、第1アレイ縦軸54a上の3番目の受信アレイ要素52と同じ高さに配置されている。アレイ縦軸54a及び54bの方向から見た場合、第2アレイ縦軸54b上の、左から2番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上の4番目の受信アレイ要素52と同じ高さに配置されている。
When viewed in the direction of array
アレイ縦軸54a及び54bの方向に見た場合、第2アレイ縦軸54b上の、図5の左から見て3番目の受信アレイ要素52は、それぞれの場合、例として、第1アレイ縦軸54a上の5番目と6番目の受信アレイ要素52間の中心に、ベース間隔40で、つまり当該要素からオフセットされた方式で配置されている。
When viewed in the direction of array
アレイ縦軸54a及び54bの方向に見た場合、第2アレイ縦軸54b上の、図5の左から見て4番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上の7番目と8番目の受信アレイ要素52間に、ベース間隔40で、つまり当該要素からオフセットされた方式で配置されている。
When viewed in the direction of array
第2アレイ縦軸54b上の、図5の左から見て1番目及び2番目の受信アレイ要素52は、互いにベース間隔40で配置されている。
The first and second receive
第2アレイ縦軸54b上の、左から見て2番目と3番目の受信アレイ要素52は、互いに、ベース間隔40の2倍に対応する第1間隔56aで配置されている。第2アレイ縦軸54b上の、左から見て3番目と4番目の受信アレイ要素52は、互いに、ベース間隔40の6倍に対応する第3間隔56cで配置されている。
The second and third receive
縦軸54a及び54bの方向、つまりy軸方向におけるレーダシステム12のアパーチャは、バーチャル受信アンテナアレイ50の最大幅によって定義される。アレイ縦軸54a及び54bの方向におけるバーチャル受信アンテナアレイ50の最大幅は、第1アレイ縦軸54a上の2つの外側受信アレイ要素52間の間隔56dによって規定される。2つの外側アレイ要素52間の間隔56dは、ベース間隔40の12倍に対応する。
The aperture of
2つのアレイ縦軸54a及び54b上の、受信アレイ要素52のオフセット構成は、方位角φ及び仰角Θの両方で目標オブジェクトの方向を決定する場合、より良い角度分解能を得ることを可能とする。
The offset configuration of the receive
制御及び評価装置24は、ソフトウェア及びハードウェアの形態で実現される。制御及び評価装置24は、送信アンテナ26及び受信アンテナ28に接続されている。制御及び評価装置24は、送信アンテナ26を制御するための電気的送信信号を生成するために用いられてよい。加えて、制御及び評価装置24は、レーダ信号30を用いて検出されたオブジェクト18に関するオブジェクト情報を、受信アンテナ28の電気的受信信号から確認するように用いられてよい。
The control and
レーダシステム12は、範囲操作モード及び方向操作モードの間で切り替えることができる。このため、送信アンテナ26は同じ送信信号又は異なる送信信号を用いて切り替える方式で制御可能であってよい。したがって、受信アンテナ28は範囲操作モード及び方向操作モードの間で切り替え可能である。
The
範囲操作モードから方向操作モードへの切り替えは、自動で又は必要に応じて行われてよい。方向操作モードは、範囲操作モードより、方向決定のためのより高い分解能が可能である。逆に、範囲操作モードは、方向操作モードより大きな検出範囲が可能である。制御及び評価装置24は、レーダシステム12を範囲操作モード及び方向操作モードの間で切り替え可能な切り替え手段58を備える。
Switching from range operation mode to directional operation mode may occur automatically or on demand. The directional steering mode allows higher resolution for directional determination than the range steering mode. Conversely, the range operation mode allows a larger detection range than the directional operation mode. The control and
レーダシステム12の範囲操作モードにおいて、送信アンテナ26は同じ送信信号を用いて制御可能である。送信アンテナ26を同じ送信信号を用いて制御することは、対象送信アンテナ26が同じレーダ信号30を同時に放出することを可能とする。この目的のため、送信アンテナ26はいわゆるビームフォーミング方式を用いて操作可能である。この場合、複数の送信チャネルが、定義された位相オフセットで同じレーダ信号30を送信するように、隣接する送信アンテナ26をそれぞれコヒーレントに用いることができる。各送信アンテナ26のレーダ信号30の信号強度は、加算されてより大きな信号強度になる。このため、検出範囲が拡大され得る。
In the range operating mode of
レーダシステム12は、オブジェクト18について監視領域14を監視するため、連続的にレーダ測定を行うように用いられる。各レーダ測定は、レーダシステム12が範囲操作モードで操作される範囲測定シーケンスと、レーダシステム12が方向操作モードで操作される方向測定シーケンスを有する。レーダ測定において、レーダシステム12は範囲操作モードから方向操作モードに切り替わる。ここで、各レーダ測定は、範囲測定シーケンスで始まってもよいし、方向測定シーケンスで始まってよい。
The
例として、以下のテキストは範囲測定シーケンスで始まるレーダ測定を説明する。 As an example, the following text describes a radar measurement starting with a range measurement sequence.
範囲測定シーケンスは、制御及び評価装置24が、同じ送信信号を用いる各送信チャネルを介して送信アンテナ26を制御するように用いられることを含む。送信アンテナ26は、同じレーダ信号30をそれぞれ同時に放出する。各レーダ信号30の信号強度は加算されて、増加された検出範囲と共に監視領域14に送信される。
The range measurement sequence involves the control and
レーダ信号30がオブジェクト18に当たると、レーダ信号30は対応するオブジェクト目標によって反射される。反射されたレーダ信号30のエコー44は受信アンテナ28を用いて受信され、各受信信号に変換される。
When the
受信信号は制御及び評価装置24に送信され、それにより、例えばフーリエ変換によって信号処理される。オブジェクト18に関するオブジェクト情報、つまり距離r、及び方向、つまり方位角φ及び仰角Θ、そして選択的にレーダシステム12に対する検出された目標オブジェクトの速度が、受信信号から確認される。
The received signals are sent to the control and
それから、レーダシステム12は、範囲操作モードから方向操作モードに、例えば制御及び評価装置24を使って切り替えられ、方向測定シーケンスが行われる。
The
方向測定シーケンスは、制御及び評価装置24が、異なる送信信号を用いて各送信チャネルを介して送信アンテナ26を制御するように用いられることを含む。異なる送信信号は、互いに対して符号化される。送信アンテナ26は、互いに対して適切に符号化されたレーダ信号30を放出する。レーダ信号30は監視領域14に送信される。
The direction measurement sequence involves the control and
区別可能なレーダ信号30がオブジェクト18に当たると、レーダ信号30は対象オブジェクト目標によって反射される。反射された、区別可能なレーダ信号30のエコー44は受信アンテナ28を用いて受信され、各受信信号に変換される。
When a
受信信号は、制御及び評価装置24に送信される。受信信号は送信アンテナ26に割り当てられ、これはレーダ信号30とエコー44が区別されるため可能である。割り当てられた受信信号は、例えばフーリエ変換によって信号処理される。オブジェクト18に関するオブジェクト情報、つまり距離r、及び方向、つまり方位角φ及び仰角Θ、そして選択的にレーダシステム12に対する検出された目標オブジェクトの速度が、受信信号から確認される。
The received signals are sent to the control and
概して、オブジェクト目標に関するオブジェクト情報は、レーダ測定における方向測定シーケンスより範囲測定シーケンスにおいて、より大きな検出範囲で確認される。オブジェクト目標に関するオブジェクト情報は、方向測定シーケンスにおいては範囲測定シーケンスよりも短い検出範囲で確認されるが、範囲測定シーケンスよりも高い角度分解能で確認される。 Generally, object information about object targets is ascertained at a greater detection range in range measurement sequences than in direction measurement sequences in radar measurements. Object information about the object target is ascertained in the direction measurement sequence with a shorter detection range than in the range measurement sequence, but with a higher angular resolution than in the range measurement sequence.
図6は、比較のため、範囲操作モードにおけるレーダシステム12の範囲/方向のグラフ60aを破線で示し、方向操作モードにおけるレーダシステム12の範囲/方向のグラフ60b実線で示す。ここで、各範囲は方位角φで記録されている。図6から、レーダシステム12が範囲操作モードにおいて約250mの最大検出範囲を有することがわかる。しかしながら、方向操作モードにおいて、レーダシステム12は200mより僅かに短い最大検出範囲だけを有する。対照的に、方位角φで、レーダシステム12は範囲操作モードより方向操作モードにおいてより大きな視野を有する。
For comparison, FIG. 6 shows a range/direction graph 60a of
例として、図7は、目標オブジェクトが、自動車両10の前の0度の方位角φで検出された方向測定シーケンスからの受信信号/方向グラフ62aを示す。サイドローブレベルは、約8dBである。これは、例えばその方向、つまり各方位角φに対する自動車両10の実際の運転状況において、異なる反射率を有する目標オブジェクトを区別するに十分である。
By way of example, FIG. 7 shows a received signal/direction graph 62 a from a direction measurement sequence in which a target object was detected at an azimuth angle φ of 0 degrees in front of the
例として、図8は、レーダシステム12に対して同じ距離r及び同じ速度を有する2つの目標オブジェクトが、自動車両10の前の方位角φが0度の周囲に約11度の角間隔で検出された、複数の方向測定シーケンスの受信信号/方向のグラフの群62bを示す。受信信号/方向のグラフの群62bの曲線は、送信信号の異なる位相差に対応する。2つの目標オブジェクトは、全ての可能な位相差において区別され得る。受信信号/方向のグラフの群62bの曲線は、例えば、いわゆるビームフォーミング方式及び/又はいわゆる超解像法や同様の方式によって確認され得る。
By way of example, FIG. 8 shows that two target objects having the same range r and the same velocity relative to the
図8の方向測定シーケンスに対応する、範囲測定シーケンスにおける受信信号/方向のグラフは図9に示されている。方位角φに基づく角度分解能は約11度である。この場合のサイドローブレベルは約3dBであり、範囲操作モードにおける2つの目標オブジェクトを区別するに不十分である。 A graph of received signal/direction for the range measurement sequence corresponding to the direction measurement sequence of FIG. 8 is shown in FIG. The angular resolution based on the azimuth angle φ is approximately 11 degrees. The sidelobe level in this case is about 3 dB, insufficient to distinguish between the two target objects in range operation mode.
図10は、第2の例示的な実施形態に係るレーダシステム12のためのアンテナアレイ22を示す。図11は、図10のアンテナアレイ22の一部であるバーチャル受信アンテナアレイ50を示す。
FIG. 10 shows an
図4乃至図11の第1の例示的な実施形態のものと同様であるこれらの要素は、同じ符号をもって提示される。第2の例示的な実施形態は、左から2番目の受信アンテナ28の位相中心32が、左から3番目の受信アンテナ28の位相中心32から、受信機縦間隔48cで配置されていることで第1の例示的な実施形態と異なる。受信機縦軸48cは、ベース間隔40の3倍、選択的に公差のプラスマイナスに対応する。
Those elements that are similar to those of the first exemplary embodiment of FIGS. 4-11 are presented with the same reference numerals. A second exemplary embodiment is that the
図10の左から3番目の受信アンテナ28の位相中心32は、左から4番目の受信アンテナ28の位相中心32から、受信機縦間隔48aで配置されている。受信機縦間隔48aはベース間隔40の2倍、選択的に公差のプラスマイナスに対応する。縦間隔48cと縦間隔48aとの商は1.5である。
The
図11の第2の例示的な実施形態に係るバーチャル受信アンテナアレイ50は、第2の例示的な実施形態に係るバーチャル受信アンテナアレイ50が受信アンテナ28を11個のみ備え、そのうち7つが第1アレイ縦軸54a上に配置されていることで、図5の第1の例示的な実施形態に係るバーチャル受信アンテナアレイ50と異なる。
The virtual receive
第1の例示的な実施形態と異なり、第2の例示的な実施形態において、第1アレイ縦軸54a上の、左から3番目の受信アレイ要素52は、左から2番目の受信アレイ要素52から、ベース間隔40の3倍に対応する間隔56eで配置されている。左から7番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上の最も右の受信アレイ要素52である。バーチャル受信アンテナアレイ50の最大幅は、最も左の受信アレイ要素52と最も右の受信アレイ要素52との間隔56fに対応する。間隔56fは、ベース間隔40の10倍に対応する。
Unlike the first exemplary embodiment, in the second exemplary embodiment, the third receive
加えて、アレイ縦軸54a及び54bの方向に見られる場合、第2アレイ縦軸54b上の、左から見て1番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上の2番目及び3番目の受信アレイ要素52の間に、3番目の受信アレイ要素52からベース間隔40で配置、つまり前記要素からオフセットされる方式で配置されている。
In addition, when viewed in the direction of array
アレイ縦軸54a及び54bの方向に見られる場合、第2アレイ縦軸54b上の、左から見て2番目の受信アレイ要素52は、第1アレイ縦軸54a上の3番目の受信アレイ要素52と同じ高さに配置されている。
When viewed in the direction of array
アレイ縦軸54a及び54bの方向に見られる場合、いずれの場合にも、第2アレイ縦軸54b上の、左から見て4番目の受信アレイ要素52は、例として、第1アレイ縦軸54a上の6番目と7番目の受信アレイ要素52の間の中心に、ベース間隔40で配置、つまり前記要素からオフセットされる方式で配置されている。
When viewed in the direction of array
オブジェクト18について監視領域14を監視する方法は、第2の例示的な実施形態に係るアンテナアレイ22を備えるレーダシステム12が、第1の例示的な実施形態に係るアンテナアレイ22を備えるレーダシステム12と同様に操作されることを含む。
A method of monitoring a
図12は、比較のため、範囲操作モードにおけるレーダシステム12の範囲/方向のグラフ60cを破線で示し、方向操作モードにおけるレーダシステム12の範囲/方向のグラフ60d実線で示す。ここで、各範囲は方位角φで記録されている。図12から、レーダシステム12が範囲操作モードにおいて約250mの最大検出範囲を有することがわかる。しかしながら、方向操作モードにおいて、レーダシステム12は200mより僅かに短い最大検出範囲だけを有する。対照的に、方位角φで、レーダシステム12は範囲操作モードより方向操作モードにおいて、より大きい視野を有する。
For comparison, FIG. 12 shows the range/direction graph 60c of the
例として、図13は、目標オブジェクトが、自動車両10の前の方位角φ0度で検出された方向測定シーケンスからの受信信号/方向グラフ62dを示す。サイドローブレベルは、約11.2dBである。これは、例えばその方向に対する、つまり各方位角φに対する自動車両10の実際の運転状況において、異なる反射率を有する目標オブジェクトを区別するに十分である。
By way of example, FIG. 13 shows a received signal/direction graph 62d from a direction measurement sequence in which a target object was detected at an azimuth angle of φ0 degrees in front of the
例として、図14は、レーダシステム12に対して同じ距離r及び同じ速度を有する2つの目標オブジェクトが、自動車両10の前の方位角がφ0度の周囲に約15度の角間隔で検出された、複数の方向測定シーケンスの受信信号/方向のグラフの群62eを示す。曲線の群は、異なる位相差を有するレーダ信号30が送信された方向測定シーケンスに対応する。2つの目標オブジェクトは、全ての可能な位相差において区別され得る。受信信号/方向のグラフの群62eの曲線は、例えば、いわゆるビームフォーミング方式及び/又はいわゆる超解像法や同様の方式によって確認され得る。
By way of example, FIG. 14 shows that two target objects having the same range r and the same velocity relative to the
図14の状況に対応する範囲測定シーケンスにおける受信信号/方向のグラフ62fが、図15に示されている。メインローブの幅は約16度である。サイドローブレベルは約5.25dBであり、これは範囲操作モードにおいて2つの目標オブジェクトを区別するに不十分である。 A graph 62f of received signal/direction for the range measurement sequence corresponding to the situation of FIG. 14 is shown in FIG. The width of the main lobe is approximately 16 degrees. The sidelobe level is about 5.25 dB, which is insufficient to distinguish between the two target objects in range operation mode.
Claims (10)
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号(30)を前記少なくとも1つの監視領域(14)に送信するように用いることができる複数の送信アンテナ(26)を備え、
前記送信されたレーダ信号(30)のエコー(44)を受信し、前記エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナ(28)を備え、
前記送信アンテナ(26)及び前記受信アンテナ(28)に接続され、前記送信アンテナ(26)を制御する送信信号を生成するように用いることができ、且つ、前記レーダ信号(30)を用いて検出されたオブジェクト(18)に関連するオブジェクト情報(r、φ、Θ)を前記受信信号から確認することに用いることができる、少なくとも1つの制御及び評価装置(24)を備える、レーダシステム(12)であって、
少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の各位相中心(32)が、仮想の送信機縦軸(34)上に配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の位相中心(32)が、前記送信機縦軸(34)から送信機横間隔(36)で配置され、
前記少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の前記位相中心(32)を通って、前記送信機縦軸(34)に垂直に走る仮想の送信機横軸(38)が、前記送信機縦軸(34)の前記少なくとも2つの送信アンテナ(26)のうちの1つの前記位相中心(32)を通って、前記送信機縦軸(34)に垂直に走る前記仮想の送信機横軸(38)からベース間隔(40)に位置し、
前記送信機縦軸(34)上の前記少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の前記各仮想の送信機横軸(38)間の送信機縦間隔(42)が、ベース間隔より大きい、
ことを特徴とするレーダシステム。 A radar system (12) for monitoring at least one surveillance area (14) for an object (18), comprising:
a plurality of transmit antennas (26) controllable with respective transmit signals and operable to transmit target radar signals (30) to said at least one surveillance area (14);
a plurality of receive antennas (28) operable to receive echoes (44) of said transmitted radar signal (30) and convert said echoes into corresponding received signals;
connected to said transmitting antenna (26) and said receiving antenna (28) and can be used to generate a transmitted signal to control said transmitting antenna (26) and detected using said radar signal (30); A radar system (12) comprising at least one control and evaluation device (24) that can be used to ascertain object information (r, φ, Θ) associated with a detected object (18) from said received signals. and
each phase center (32) of at least two adjacent transmit antennas (26) is positioned on a virtual transmitter longitudinal axis (34);
a phase center (32) of at least one further transmit antenna (26) is positioned at a transmitter transverse spacing (36) from said transmitter longitudinal axis (34);
A virtual transmitter transverse axis (38) running perpendicular to the transmitter longitudinal axis (34) through the phase center (32) of the at least one further transmit antenna (26) is the transmitter longitudinal axis said virtual transmitter transverse axis (38) running perpendicular to said transmitter longitudinal axis (34) through said phase center (32) of one of said at least two transmit antennas (26) of (34); located at the base interval (40) from
a transmitter longitudinal spacing (42) between each said virtual transmitter transverse axis (38) of said at least two adjacent transmit antennas (26) on said transmitter longitudinal axis (34) is greater than a base spacing;
A radar system characterized by:
前記送信機横間隔(36)が前記ベース間隔(40)より大きい、及び/又は
前記送信機横間隔(36)が前記送信機縦間隔(42)より小さい、
ことを特徴とする請求項1のレーダシステム。 said transmitter longitudinal spacing (42) is an integer multiple of said base spacing (40), in particular plus or minus a tolerance, and/or
said transverse transmitter spacing (36) is greater than said base spacing (40) and/or said transverse transmitter spacing (36) is less than said longitudinal transmitter spacing (42)
2. The radar system of claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のレーダシステム。 said transmitter transverse axis (38) of said at least one further transmitting antenna (26) being aligned with said transmitter transverse axis (38) of said at least two transmitting antennas (26) adjacent on said transmitter longitudinal axis (34); 38) located between
3. The radar system according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記送信アンテナ(26)の少なくとも幾つかが、前記各送信されたレーダ信号(30)が少なくとも前記受信アンテナ(28)で少なくとも一時的に区別可能であるように、異なる送信信号を用いて少なくとも一時的に制御可能であり、及び/又は
前記送信アンテナ(26)の少なくとも幾つかが、前記同じ送信信号又は前記異なる送信信号を用いて、切り替え可能な方式で制御可能である、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のレーダシステム。 at least some of said transmitting antennas (26) are at least temporarily controllable using said same transmitted signal and/or at least some of said transmitting antennas (26) are controlled by said each transmitted radar signal (30) is at least temporarily controllable with different transmit signals such that at least one of said receive antennas (28) is at least temporarily distinguishable and/or at least some of said transmit antennas (26) is controllable in a switchable manner using the same transmission signal or the different transmission signal;
The radar system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のレーダシステム。 said base spacing (40) corresponds to half the wavelength (λ) of said radar signal (30) transmitted using said transmitting antenna (26), in particular plus or minus a tolerance;
The radar system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素(52)が、互いに前記ベース間隔(40)で配置され、及び/又は
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素(52)が、前記ベース間隔(40)より大きい間隔(56a、56b、56c、56d)で配置され、及び/又は
少なくとも2つの隣接するバーチャル受信アレイ要素(52)が、前記ベース間隔(40)の整数倍に対応する間隔(56a、56b、56c、56d)で配置される、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のレーダシステム。 The configuration of the transmit antennas (26) and receive antennas (28) is such that at least two adjacent virtual receive array elements (52) are arranged on at least one virtual array longitudinal axis (54a, 54b). used in a steering mode of said radar system (12) to implement an antenna array (50);
at least two adjacent virtual receive array elements (52) are arranged at said base spacing (40) from each other and/or at least two adjacent virtual receive array elements (52) are greater than said base spacing (40) spaced (56a, 56b, 56c, 56d) and/or at least two adjacent virtual receive array elements (52) are spaced (56a, 56b, 56c) corresponding to integer multiples of said base spacing (40) , 56d),
The radar system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
異なるアレイ縦軸(54a、54b)に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素(52)が、前記アレイ縦軸(54a、54b)の方向に見たときに同じ高さに配置され、及び/又は
異なるアレイ縦軸(54a、54b)に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素(52)が、前記アレイ縦軸(54a、54b)の前記方向に見たときに、互いにオフセットされる方式で配置され、及び/又は
異なるアレイ縦軸(54a、54b)に配置された少なくとも2つのバーチャル受信アレイ要素(52)が、前記アレイ縦軸(54a、54b)の前記方向に見たときに、互いに前記ベース間隔(40)だけオフセットされる方式で配置される、
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のレーダシステム。 said virtual receive array elements (52) within said virtual receive antenna (50) arranged in a manner distributed across at least two array longitudinal axes (54a, 54b);
at least two virtual receive array elements (52) arranged in different longitudinal array axes (54a, 54b) are arranged at the same height when viewed in the direction of said longitudinal array axes (54a, 54b); and/ or in such a way that at least two virtual receive array elements (52) arranged on different array longitudinal axes (54a, 54b) are offset from each other when viewed in said direction of said array longitudinal axes (54a, 54b). at least two virtual receive array elements (52) arranged and/or arranged on different longitudinal array axes (54a, 54b) relative to each other when viewed in said direction of said longitudinal array axes (54a, 54b); arranged in a manner offset by said base spacing (40);
The radar system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号(30)を送信するように用いることができる複数の送信アンテナ(26)を備え、
送信されたレーダ信号(30)のエコー(44)を受信し、前記エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナ(28)を備える、アンテナアレイ(22)であって、
少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の各位相中心(32)が、仮想の送信機縦軸(34)上に配置され、
少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の位相中心(32)が、前記送信機縦軸(34)から送信機横間隔(36)で配置され、
前記少なくとも1つの更なる送信アンテナ(26)の前記位相中心(32)を通って、前記送信機縦軸(34)に垂直に走る仮想の送信機横軸(38)が、前記送信機縦軸(34)の前記少なくとも2つの送信アンテナ(26)のうちの1つの前記位相中心(32)を通って、前記送信機縦軸(34)に垂直に走る前記仮想の送信機横軸(38)からベース間隔(40)に位置し、
前記送信機縦軸(34)上の前記少なくとも2つの隣接する送信アンテナ(26)の前記各仮想の送信機横軸(38)間の送信機縦間隔(42)が、ベース間隔より大きい、
ことを特徴とするアンテナアレイ(22)。 An antenna array (22) for a radar system (12) monitoring at least one surveillance area (14) for an object (18), comprising:
a plurality of transmit antennas (26) controllable with each transmit signal and operable to transmit a target radar signal (30);
An antenna array (22) comprising a plurality of receive antennas (28) operable to receive echoes (44) of a transmitted radar signal (30) and convert said echoes into corresponding received signals. hand,
each phase center (32) of at least two adjacent transmit antennas (26) is positioned on a virtual transmitter longitudinal axis (34);
a phase center (32) of at least one further transmit antenna (26) is positioned at a transmitter transverse spacing (36) from said transmitter longitudinal axis (34);
A virtual transmitter transverse axis (38) running perpendicular to the transmitter longitudinal axis (34) through the phase center (32) of the at least one further transmit antenna (26) is the transmitter longitudinal axis said virtual transmitter transverse axis (38) running perpendicular to said transmitter longitudinal axis (34) through said phase center (32) of one of said at least two transmit antennas (26) of (34); located at the base interval (40) from
a transmitter longitudinal spacing (42) between each said virtual transmitter transverse axis (38) of said at least two adjacent transmit antennas (26) on said transmitter longitudinal axis (34) is greater than a base spacing;
An antenna array (22), characterized in that:
前記少なくとも1つのレーダシステム(12)は、
各送信信号を用いて制御可能であり、且つ、対象レーダ信号(30)を前記少なくとも1つの監視領域(14)に送信するように用いることができる複数の送信アンテナ(26)と、
送信されたレーダ信号(30)のエコー(44)を受信し、前記エコーを対応する受信信号に変換するように用いることができる複数の受信アンテナ(28)と、
前記送信アンテナ(26)及び前記受信アンテナ(28)に接続され、前記送信アンテナ(26)を制御する送信信号を生成するように用いることができ、且つ、前記レーダ信号(30)を用いて検出されたオブジェクト(18)に関連するオブジェクト情報(r、φ、Θ)を前記受信信号から確認することに用いることができる、少なくとも1つの制御及び評価装置(24)と、を備えるレーダシステム(12)であって、
前記車両(10)が、請求項1~8のいずれか一項に記載のレーダシステム(12)を備えることを特徴とする車両(10)。 A vehicle (10) comprising at least one radar system (12) for monitoring at least one surveillance area (14) for an object (18),
The at least one radar system (12) comprises:
a plurality of transmit antennas (26) controllable with respective transmit signals and operable to transmit target radar signals (30) to the at least one surveillance area (14);
a plurality of receive antennas (28) operable to receive echoes (44) of transmitted radar signals (30) and convert said echoes into corresponding received signals;
connected to said transmitting antenna (26) and said receiving antenna (28) and can be used to generate a transmitted signal to control said transmitting antenna (26) and detected using said radar signal (30); at least one control and evaluation device (24) that can be used to ascertain object information (r, φ, Θ) associated with a detected object (18) from said received signals. ) and
A vehicle (10), characterized in that the vehicle (10) comprises a radar system (12) according to any one of the preceding claims.
送信信号を用いて複数の送信アンテナ(26)を制御し、且つ、適用可能なレーダ信号(30)を監視領域(14)に送信することと、
複数の受信アンテナ(28)を用いて前記送信されたレーダ信号(30)のエコー(44)を受信し、前記エコーを対応する受信信号に変換し、信号処理を利用して前記受信信号を処理し、前記監視領域(14)内のオブジェクトに関するオブジェクト情報(r、φ、Θ)を前記受信信号から確認することと、
を含む方法であって、
少なくとも2つのレーダ測定間で、前記送信アンテナ(26)の少なくとも幾つかが前記同じ送信信号を用いて少なくとも一時的に制御される範囲操作モード、及び、前記送信アンテナ(26)の少なくとも幾つかが、各受信されたレーダ信号(30)が少なくとも前記受信アンテナ(28)で少なくとも一時的に区別可能であるように、異なる送信信号を用いて少なくとも一時的に制御される方向操作モードの間の切り替えが行われる、
ことを特徴とする方法。
A method of operating a radar system (12) used to monitor at least one surveillance area (14) for an object (18), comprising:
controlling a plurality of transmit antennas (26) using transmit signals and transmitting applicable radar signals (30) to a surveillance area (14);
receiving echoes (44) of the transmitted radar signals (30) using a plurality of receive antennas (28), converting the echoes into corresponding received signals, and processing the received signals using signal processing. and ascertaining from the received signal object information (r, φ, Θ) about an object within the monitored area (14);
a method comprising
a range operation mode in which at least some of said transmit antennas (26) are at least temporarily controlled using said same transmit signal between at least two radar measurements; and at least some of said transmit antennas (26) are , switching between directional steering modes controlled at least temporarily using different transmitted signals such that each received radar signal (30) is at least temporarily distinguishable at said receiving antenna (28). takes place,
A method characterized by:
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