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用于車輛的雷達(dá)和操作該雷達(dá)的方法
【專利摘要】用于車輛的雷達(dá)和操作該雷達(dá)的方法。這里公開了一種車載雷達(dá)。該雷達(dá)可以包括：用于中距離的Tx天線；用于短距離的Tx天線；用于中距離的Rx天線列，其每個(gè)被構(gòu)造成具有垂直的長(zhǎng)形并且被水平地布置；用于短距離的Rx天線列，其每個(gè)被構(gòu)造成具有垂直地長(zhǎng)形并且被布置在一些用于中距離的Rx天線列之間；以及控制單元，其被構(gòu)造成處理在由用于中距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由用于中距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)或者在由用于短距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由用于短距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)。
【專利說(shuō)明】用于車輛的雷達(dá)和操作該雷達(dá)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的示例性實(shí)施方式涉及雷達(dá)裝置，并且更具體地，涉及能夠支持短距離功 能以及中和長(zhǎng)距離雷達(dá)（LRR)功能的全部功能的雷達(dá)裝置，該裝置被構(gòu)造成通過(guò)單個(gè)裝置 或系統(tǒng)構(gòu)造來(lái)支持所有短距離、中距離以及LRR功能并且在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)該雷達(dá)裝置的 大部分元件，從而能夠達(dá)到小型化、高密度的集成化和低功率。

【背景技術(shù)】
[0002] 最近，根據(jù)對(duì)短距離和高分辨率雷達(dá)的需求的增長(zhǎng)，對(duì)毫米和亞毫米波段中的短 距離和高分辨率雷達(dá)進(jìn)行了持續(xù)的研究。能夠確定或分辨相鄰對(duì)象之間的距離的高分辨率 雷達(dá)系統(tǒng)以各種方式用于工業(yè)和軍事目的。車載雷達(dá)系統(tǒng)主要用于現(xiàn)實(shí)生活中。該車載雷 達(dá)系統(tǒng)是用于實(shí)施智能交通系統(tǒng)的主要技術(shù)，該智能交通系統(tǒng)可以被稱為針對(duì)車輛的安全 駕駛系統(tǒng)，其已經(jīng)被開發(fā)出來(lái)以通過(guò)檢測(cè)在大約250m或更小的半徑內(nèi)運(yùn)動(dòng)或停止的另一 車輛或?qū)ο蟮囊苿?dòng)來(lái)避免由于惡劣的天氣條件或駕駛員的疏忽而發(fā)生的事故。
[0003] 為了獲得小視場(chǎng)內(nèi)的高的空間分辨率，傳統(tǒng)的高分辨率雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)使用精密的 機(jī)械裝置掃描對(duì)象以在各種方向檢測(cè)對(duì)象。在這樣的雷達(dá)系統(tǒng)中，要使用能夠進(jìn)行電子掃 描的多波束天線以及數(shù)字波束成形技術(shù)，因?yàn)槿绻炀€的數(shù)目增加，則相應(yīng)的機(jī)械裝置也 增加以增加空間分辨率。由于這個(gè)原因，傳統(tǒng)的高分辨率雷達(dá)系統(tǒng)主要應(yīng)用于針對(duì)車輛的 小型雷達(dá)。
[0004] 車載雷達(dá)技術(shù)可以被劃分為能夠檢測(cè)大約250m或更小以內(nèi)的對(duì)象的長(zhǎng)距離雷達(dá) 以及能夠檢測(cè)60m或更小以內(nèi)的對(duì)象的短距離雷達(dá)。77GHz頻段的頻率主要用在該LRR中， 并且24GHz頻段的頻率主要用在短距離雷達(dá)（SRR)中。
[0005] 例如，如圖1所示，被構(gòu)造成執(zhí)行自適應(yīng)巡航控制（ACC)功能和停止和前進(jìn) (Stop&Go)功能這兩者并且被應(yīng)用于針對(duì)正面碰撞預(yù)警和防止的應(yīng)用程序（如自動(dòng)緊急制 動(dòng)（AEB))的現(xiàn)存的車載雷達(dá)具有如下構(gòu)造，在該構(gòu)造中用于短距離的雷達(dá)傳感器和用于 中/長(zhǎng)距離的雷達(dá)傳感器被分離和安裝。在這種ACC和AEB結(jié)合的系統(tǒng)中，針對(duì)ACC的該 中距離和LRR通過(guò)檢測(cè)沿著被駕駛車輛行進(jìn)的0-200m區(qū)間前方的交通線路來(lái)執(zhí)行碰撞預(yù) 警和防止功能，并且針對(duì)AEB的SRR通過(guò)檢測(cè)侵入沿著被駕駛車輛行進(jìn)的0-60m區(qū)間前方 的交通線路的車輛來(lái)執(zhí)行碰撞預(yù)警和防止功能。
[0006] 最近提出了一種用于短距離和中/長(zhǎng)距離的集成雷達(dá)，其中，如上所述被分離的 用于短距離的雷達(dá)傳感器和用于中/長(zhǎng)距離的雷達(dá)傳感器如圖2所示被集成。
[0007] 在傳統(tǒng)的車載雷達(dá)裝置中，然而，依賴于它們的使用是僅應(yīng)用在單個(gè)裝置或系統(tǒng) 中，LRR模式的特點(diǎn)是相對(duì)遠(yuǎn)的檢測(cè)范圍和相對(duì)窄的視場(chǎng)，并且SRR模式的特點(diǎn)是短的檢測(cè) 范圍和寬的視場(chǎng)。
[0008] 相關(guān)技術(shù)文件
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010](專利文獻(xiàn)1)韓國(guó)專利申請(qǐng)公開No. 2009-0067990


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的第一目的是提供一種針對(duì)短距離和中/長(zhǎng)距離的集成車載雷達(dá)，其能夠 減小實(shí)施區(qū)域。
[0012] 本發(fā)明的第二目的是提供一種針對(duì)短距離和中/長(zhǎng)距離的集成車載雷達(dá)，其具有 高的接收靈敏度。
[0013] 根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的本發(fā)明的一方面，用于車輛的雷達(dá)可以包括用于中距 離的Tx天線，用于短距離的Tx天線，用于中距離的Rx天線列，其每個(gè)所述用于中距離的Rx 天線列被構(gòu)造成具有垂直的長(zhǎng)形并且被水平地布置，用于短距離的Rx天線列，其每個(gè)所述 用于短距離的Rx天線列被構(gòu)造成具有垂直地長(zhǎng)形并且被布置在用于中距離的Rx天線列中 的一些之間，以及控制單元，其被構(gòu)造成處理在由用于中距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后 從特定對(duì)象反射并且由用于該中距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)，或者處理在由 用于短距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由用于該短距離的Rx天線列 接收的無(wú)線電波的信號(hào)。
[0014] 在這種情況，將包含在用于中距離的Rx天線列的每個(gè)中的Rx天線和包含在用于 短距離的Rx天線列的每個(gè)中的Rx天線垂直地排列。
[0015] 該用于車輛的雷達(dá)還可以包括：發(fā)送電路，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自該控制單元的 指令向該用于中距離的Tx天線或者用于短距離的Tx天線提供用于發(fā)送Tx無(wú)線電波的電 力，以及Tx切換單元，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自該控制單元的指令選擇性地將所述用于中距 離的Tx天線或者所述用于短距離的Tx天線和所述發(fā)送電路連接。
[0016] 該用于車輛的雷達(dá)還可以包括接收電路，其被構(gòu)造成解調(diào)由用于中距離的RX天 線接收的信號(hào)或者由用于短距離的Rx天線接收的信號(hào)并且將已解調(diào)的信號(hào)傳遞給該控制 單元，以及Rx切換單元，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自該控制單元的指令選擇性地將所述用于中 距離的Rx天線或者所述用于短距離的Rx天線和所述接收電路連接。
[0017] 在這種情況，可以將不與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長(zhǎng)距離的Rx天線列 每隔兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)行分組，可以將已分組的Rx天線列連接到單個(gè)接收線，并且可以將 與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長(zhǎng)距離的Rx天線列連接到各自的接收線。
[0018] 在這種情況，該控制單元可以被構(gòu)造成控制用于中距離的Tx天線使得該用于中 距離的Tx天線以第一時(shí)間間隔輻射Tx無(wú)線電波，并且控制用于短距離的Tx天線使得該用 于短距離的Tx天線以第二時(shí)間間隔輻射Tx無(wú)線電波。
[0019] 在這種情況，該控制單元被構(gòu)造成將由與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長(zhǎng) 距離的Rx天線列接收的信號(hào)的每?jī)蓚€(gè)或更多個(gè)進(jìn)行分組，在用于中距離的Tx無(wú)線電波被 輻射的間隔中處理該已分組的信號(hào)，并且在用于短距離的Tx無(wú)線電波被輻射的間隔中處 理由用于短距離的Rx天線列接收的信號(hào)的每個(gè)。
[0020] 根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的本發(fā)明的另一方面，一種用于車輛的雷達(dá)的操作方 法，該雷達(dá)包括用于中距離的Tx天線，用于短距離的Tx天線，用于中距離的Rx天線列，每 個(gè)被構(gòu)造成具有垂直的長(zhǎng)形并且被水平地布置，用于短距離的Rx天線列，每個(gè)被構(gòu)造成具 有垂直的長(zhǎng)形并且被水平地布置。該方法可以包括將用于中距離的Tx天線連接到發(fā)送線， 基于在由用于中距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且已經(jīng)由用于中距離 的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)來(lái)跟蹤中距離對(duì)象，將用于短距離的Tx天線連接到輸 出線，并且基于在由用于短距離的Tx天線輻射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且已經(jīng)由 用于短距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)來(lái)跟蹤短距離對(duì)象。
[0021] 在這種情況，跟蹤該中距離對(duì)象可以包括執(zhí)行自適應(yīng)巡航控制（ACC)。
[0022] 在這種情況，跟蹤短距離對(duì)象可以包括執(zhí)行用于防止短距離碰撞的停止和行進(jìn) (Stop&Go)功能。
[0023] 在這種情況，跟蹤中距離對(duì)象可以包括將由與用于短距離的Rx天線列交疊的用 于長(zhǎng)距離的Rx天線列接收的信號(hào)的每?jī)蓚€(gè)信號(hào)進(jìn)行分組，并且處理已分組的信號(hào)，并且跟 蹤中距離對(duì)象可以包括處理由用于短距離的Rx天線列所接收的信號(hào)的每個(gè)信號(hào)。
[0024] 在這種情況，Rx天線可以被垂直地排列在用于中距離的Rx天線列的每個(gè)中以及 用于短距離的Rx天線列的每個(gè)中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 從以下詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將被更清 楚地理解，其中：
[0026] 圖IA和圖IB是例示了用于車輛的SRR和中距離雷達(dá)的安裝結(jié)構(gòu)和操作原理的概 念圖；
[0027] 圖2是例示了集成雷達(dá)的天線模塊的平面圖，其中用于中距離雷達(dá)的Tx和Rx天 線和用于SRR的Tx和Rx天線被簡(jiǎn)單地集合在單個(gè)基板中；
[0028] 圖3A到圖3C是例示了當(dāng)Rx天線距離是0. 5X時(shí)根據(jù)天線通道的數(shù)目的角分辨 率變化的曲線圖；
[0029] 圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于車輛的集成的中距離和SRR的框圖；
[0030] 圖5A和圖5B是例示了在圖4的車載雷達(dá)中包含的天線模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0031] 圖6是例示了包含在圖4的車載雷達(dá)中的天線模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0032] 圖7是例示了操作圖4的車載雷達(dá)的方法的實(shí)施方式的流程圖；
[0033] 圖8是例示了如果中距離雷達(dá)的功能和SRR的功能交替執(zhí)行時(shí)，時(shí)間間隔被分割 的Tx信號(hào)的輸出部分的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面將參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的一些典型實(shí)施方式。
[0035] 圖IA和圖IB是例示了用于車輛的SRR和中距離雷達(dá)的安裝結(jié)構(gòu)和操作原理的概 念圖。
[0036] 圖IA中例示了在車輛中獨(dú)立地安裝單個(gè)中距離雷達(dá)和兩個(gè)SRR。對(duì)于ACC所必須 的用于跟蹤在前方駕駛的車輛的任務(wù)，可以使用在該車輛前部的中心所安裝的中距離雷達(dá) 來(lái)執(zhí)行，并且對(duì)于AEB所必須的用于跟蹤相鄰車輛的任務(wù)，可以使用在該車輛前部的兩端 所安裝的SRR來(lái)執(zhí)行。
[0037] 圖IB例示了在該車輛的前部安裝將中距離雷達(dá)和SRR集成的雷達(dá)。
[0038] 圖2是例示了集成雷達(dá)的天線模塊的平面圖，其中用于中距離雷達(dá)的Tx和Rx天 線和用于SRR的Tx和Rx天線被簡(jiǎn)單地集合在單個(gè)基板中。
[0039] 圖2中例示的集成的雷達(dá)的天線模塊被劃分成布置用于中距離的Tx和Rx天線的 區(qū)域以及布置用于短距離的Tx和Rx天線的區(qū)域。用于中間和短距離的Tx和Rx天線的每 個(gè)使用陣列天線來(lái)實(shí)施，在陣列天線中天線元件以陣列形式來(lái)布置。圖2中例示的集成的 雷達(dá)的天線結(jié)構(gòu)不具有歸因于天線的集成的顯著的面積減小的效果，并且其缺點(diǎn)是如果角 分辨率或通道的數(shù)目增加則天線面積增加。
[0040] 圖2的天線形成陣列結(jié)構(gòu)，其中天線列被水平地排列，天線列中的各個(gè)天線元件 被垂直地布置。
[0041] 在單個(gè)天線列中，被垂直地布置的天線元件通過(guò)單根線耦合，并且在外部接收電 路或發(fā)送電路中它們看起來(lái)像單個(gè)天線元件。
[0042] 如果提供了單個(gè)Tx通道和多個(gè)Rx通道并且天線列之間的距離是恒定的，例如， 0. 5A，Rx天線的通道數(shù)目、Rx天線的通道之間的距離以及角分辨率之間的關(guān)系有一種趨 勢(shì)，諸如公式1以及圖3A到圖3C的曲線圖。圖3A到圖3C是例示了當(dāng)Rx天線距離是0.5入 時(shí)根據(jù)天線通道的數(shù)目的角分辨率變化的曲線圖。從圖3A-圖3C中可以看出根據(jù)Rx通道 的數(shù)目增加天線視場(chǎng)變窄并且角分辨率增加。
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于車輛的雷達(dá)，該雷達(dá)包括： 用于中距離的Tx天線； 用于短距離的Tx天線； 用于中距離的Rx天線列，每個(gè)所述用于中距離的Rx天線列被構(gòu)造成具有垂直的長(zhǎng)形 并且被水平地布置； 用于短距離的Rx天線列，每個(gè)所述用于短距離的Rx天線列被構(gòu)造成具有垂直的長(zhǎng)形 并且被布置在所述用于中距離的Rx天線列中的一些之間；W及 控制單元，其被構(gòu)造成處理在由用于中距離的Tx天線福射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象 反射并且由用于中距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)或者在由用于短距離的Tx天 線福射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由用于短距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信 號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)，其中，將包含在用于中距離的Rx天線列的每個(gè)中的Rx 天線和用于短距離的Rx天線列的每個(gè)中的Rx天線垂直地排列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)，所述雷達(dá)還包括： 發(fā)送電路，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自所述控制單元的指令向所述用于中距離的Tx天線 或者所述用于短距離的Tx天線提供用于發(fā)送Tx無(wú)線電波的電力；W及 Tx切換單元，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自所述控制單元的指令選擇性地將所述用于中距離 的Tx天線或者所述用于短距離的Tx天線和所述發(fā)送電路連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)，所述雷達(dá)還包括： 接收電路，其被構(gòu)造成解調(diào)由所述用于中距離的Rx天線接收到的信號(hào)或者由所述用 于短距離的Rx天線接收到的信號(hào)并且將已解調(diào)的信號(hào)傳遞給所述控制單元；W及 Rx切換單元，其被構(gòu)造成響應(yīng)于來(lái)自所述控制單元的指令選擇性地將所述用于中距離 的Rx天線或者所述用于短距離的Rx天線和所述接收電路連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)，其中， 將不與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長(zhǎng)距離的Rx天線列W每?jī)蓚€(gè)或更 多個(gè)進(jìn)行分組，并且將已分組的Rx天線列連接到單個(gè)接收線，并且 將與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長(zhǎng)距離的Rx天線列連接到各自的接 收線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達(dá)，其中，所述控制單元被構(gòu)造成控制所述用于中距離的 Tx天線使得所述用于中距離的Tx天線W第一時(shí)間間隔福射Tx無(wú)線電波，并且控制所述用 于短距離的Tx天線使得所述用于短距離的Tx天線W第二時(shí)間間隔福射Tx無(wú)線電波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的雷達(dá)，其中所述控制單元被構(gòu)造成： 將由與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長(zhǎng)距離的Rx天線列接收到的信號(hào) W每?jī)蓚€(gè)或更多個(gè)信號(hào)分組并且在所述用于中距離的Tx無(wú)線電波被福射的間隔中處理已 分組的信號(hào)，并且 在所述用于短距離的Tx無(wú)線電波被福射的間隔中處理由所述用于短距離的Rx天線列 接收的信號(hào)的每個(gè)信號(hào)。
8. -種用于車輛的雷達(dá)的操作方法，該雷達(dá)包括；用于中距離的Tx天線；用于短距離 的Tx天線；用于中距離的Rx天線列，每個(gè)所述用于中距離的Rx天線列被構(gòu)造成具有垂直 的長(zhǎng)形并且被水平地布置；用于短距離的Rx天線列，每個(gè)所述用于短距離的Rx天線列被構(gòu) 造成具有垂直的長(zhǎng)形并且被水平地布置，所述方法包括： 將所述用于中距離的Tx天線連接到發(fā)送線； 基于在由所述用于中距離的Tx天線福射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由所述用 于中距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)來(lái)跟蹤中距離對(duì)象； 將所述用于短距離的Tx天線連接到輸出線；并且 基于在由所述用于短距離的Tx天線福射無(wú)線電波之后從特定對(duì)象反射并且由所述用 于短距離的Rx天線列接收的無(wú)線電波的信號(hào)來(lái)跟蹤短距離對(duì)象。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，跟蹤所述中距離對(duì)象包括執(zhí)行自適應(yīng)巡航控制 ACC。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，跟蹤短距離對(duì)象包括執(zhí)行用于防止短距離碰撞 的停止和行進(jìn)功能。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中 跟蹤所述中距離對(duì)象包括將由與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長(zhǎng)距離 的Rx天線列接收到的信號(hào)W每?jī)蓚€(gè)信號(hào)進(jìn)行分組并且處理已分組的信號(hào)；并且 跟蹤所述中距離對(duì)象包括處理由所述用于短距離的Rx天線陣列接收到的信號(hào)中的每 個(gè)信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述Rx天線垂直地排列在所述用于中距離的 Rx天線列的每個(gè)中和所述用于短距離的Rx天線列的每個(gè)中。
【文檔編號(hào)】G01S13/93GK104345311SQ201410389332
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】鄭圣熹, 李在殷 申請(qǐng)人:株式會(huì)社萬(wàn)都