[发明专利]用于机动车的角度分辨的雷达传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的角度分辨的雷达传感器，其具有多个天线元件和多个接收信道。

背景技术

机动车越来越多地装配所谓的ACC系统（Adaptive Cruise Control：自适应巡航控制），所述ACC系统能够自动地调节自身车辆与前方行驶车辆的距离。为此目的，借助雷达传感器、例如FMCW-LRR传感器（Frequency Modulated Continuous Wave Long Range Radar：调频连续波远程雷达）测量前方行驶车辆的距离和方位角以及相对速度。这些雷达传感器典型地以24GHz或77GHz的频率工作。

对于用于机动车的远程雷达传感器（Long Range Radar，LRR：远程雷达）例如使用透镜天线。所述透镜天线包括一个雷达透镜和多个天线元件，所述天线元件称作主发射器。主发射器例如实施为贴片天线。为了实现贴片天线的主灵敏度方向的角度错位，主发射器横向于雷达传感器的光轴设置成一行。当如经常的情况那样使用相同的天线元件来发送雷达信号和接收雷达回波时，天线元件的主发射方向也具有相应的偏差。主发射器与雷达透镜的光轴的距离越大，则相关天线元件的主发射方向与光轴偏差就越强烈。所述偏差也称作斜视（Schielen）。在设计天线元件的灵敏度区域的宽度时必须在宽的视域与好的角度分辨率之间进行折中。

迄今在此使用的雷达传感器具有例如四个天线元件或天线贴片。每一个天线元件分配有雷达传感器的分析处理装置的恰好一个信道。天线元件分别具有方向特性，所述方向特性具有主瓣，也就是说，具有高灵敏度的限定区域，所述区域包括灵敏度最大值。天线元件的主瓣共同覆盖一定的角度范围。因为灵敏度区域彼此重叠，所以由单个雷达目标在多个天线元件中并且因此在多个信道中得到雷达回波。对于理想化的、近似点状的雷达目标在方向角给定的情况下在不同信道中接收的信号之间存在特有的相位与振幅关系。通过从雷达目标到不同天线元件的雷达回波的传播时间差得到相位差，所述相位差近似正比于关于雷达传感器光轴的方向角并且正比于与天线元件在垂直于光轴的方向上的距离以及反比于雷达波的波长。所接收的信号之间的振幅关系取决于方向角和天线元件的灵敏度曲线。通过对相位关系的分析处理和/或对振幅关系的分析处理能够确定所定位的雷达目标的方向角。

在雷达传感器的信道中分析处理由所分配的天线元件接收的信号。例如在周期调制所发送的雷达信号的频率的FMCW雷达中，对于每一个天线元件在保持相位与振幅关系的情况下将所接收的信号与在接收时刻发送的信号进行混频，从而得到中频信号，所述中频信号的频率相应于所发送的信号与所接收的信号之间的频率差。在分析处理电子部件中分析处理中频信号。例如可以借助模拟数字转换器数字化所述中频信号以及然后数字地继续处理所述中频信号。例如在分析处理装置的每一个信道中在每一个测量周期中记录中频信号的频谱。在所述频谱中，每一个所定位的目标通过一个尖峰体现，所述尖峰的频率位置取决于相关目标的距离和相对速度。通过所发送的频率借助不同斜坡斜率的调制，由所得到的频率位置计算距离和相对速度。

在天线元件上接收的信号的振幅和相位与所定位的目标的方位角的相关性对于在给定距离处并且具有给定反射强度的标准目标可以在天线图中示出。通过由不同天线元件对于相同目标得到的振幅和/或相位与相应天线图的均衡，可以在第二分析处理级中确定相关目标的方位角。

发明内容

本发明的任务是，实现一种具有更好的角度探测能力的雷达传感器并且在此使所需的电路开销保持在一定限度内。

根据本发明通过以下方式解决所述任务：至少两个与相同接收信道连接的天线元件共同具有一个方向特性，所述方向特性具有至少两个主瓣，所述至少两个主瓣具有不同的主灵敏度方向。

因此，可以设有例如六个天线元件和四个接收信道，其中两个天线元件与一个共同的接收信道连接，两个另外的天线元件分别与一个自身的另外的接收信道连接，并且剩余的两个天线元件再次与一个共同的另外的接收信道连接。分别与一个单个接收信道连接的天线元件覆盖例如中间的角度区域，而两个与一个共同信道连接的天线元件在中间区域的左侧和右侧分别具有一个主灵敏度方向。通过所述方式，其不仅可以用于检测左侧区域中的目标也可以用于检测右侧区域中的目标。因此在相同数量的接收信道的情况下可以覆盖更宽的视域，而不降低角度分辨率。