[发明专利]高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器

说明书

本发明提供一种高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器，包括：MIMO天线阵列模块、电源管理模块、通信接口模块、射频前端、信号处理模块；所述MIMO天线阵列模块采用2发4收MIMO阵列，天线采用PCB板载微带天线，4个接收天线间间隔λ/2，通过计算在4个接收天线上回波的相位差可测量目标的方位角度；所述电源模块与外部电源正负极连接，采用高度集成的DC/DC芯片，可同时转换出4路稳定电压输出；所述通信接口模块用于输出雷达传感器探测到的目标距离、角度、速度、置信度等信息；所述射频前端包含发射的调频连续波生成和回波信号的接收；所述信号处理模块包括对回波信号采样，并进行数字信号处理。

技术领域

本发明属于雷达传感器技术领域，尤其涉及一种高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器。

背景技术

传统的测距传感器有超声波测距传感器、激光测距传感器、红外测距传感器；其中超声波测距传感器探测距离短小于15m，无法定位障碍物方位，且容易受到温度、烟雾、灰尘、雨滴等的影响；红外测距传感器发射角度极小探测范围窄，且容易受到日光、相近波长光源、烟雾、灰尘等的影响，激光测距传感器与红外测距类似发射角度极小探测范围窄，也容易受烟雾、灰尘、雨滴等环境的影响；研制可同时测距、测速、测角的新型传感器可有效弥补传统测距传感器的不足，市面上已有的雷达传感器存在或体积大、或精度低、或探测范围窄等问题，本发明具有传感器体积小，探测距离远，探测角度宽，探测精度高等特点，便于在汽车或其他工业设备上的安装。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的是，提供一种高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器，实现产品小型化设计，同时其探测角度大、探测距离远、角度分辨率高，通过信号处理可同时输出测量目标的距离、速度、角度、置信度等信息。

为实现上述目的，提供一种高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器，采用如下技术方案：

一种高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器，包括：MIMO天线阵列模块、电源管理模块、射频前端、信号处理模块、通信接口模块；

所述MIMO天线阵列模块（天线）采用PCB板载微带天线，包括发射天线（Tx）和接收天线（Rx），发射天线（Tx）与射频前端输出端连接，接收天线（Rx）与射频前端输入端连接；

所述电源管理模块与外部电源正负极连接，采用高度集成的DC/DC芯片，可同时转换出4路稳定电压输出，通过模块内部的电压转换器为射频前端、信号处理模块、通信接口模块提供稳定的电源电压供给；

所述射频前端用于包括发射的调频连续波生成和回波信号的接收；所述信号处理模块用于包括对回波信号采样，并进行数字信号处理；所述通信接口模块用于输出所述雷达传感器探测到的目标信息；

天线采用PCB板载微带天线，可缩减天线尺寸，电源模块采用高度集成的DC/DC芯片进一步减小雷达模块的体积，产品体积较市场同类产品缩小40%，所述雷达传感器体积可做到5cm*5cm*2cm。

进一步地，所述高精度宽波束中短距小型MIMO雷达传感器，所述MIMO天线阵列模块采用2发4收MIMO阵列， 4个接收天线（Rx）间间隔λ/ 2，λ为射频前端发射的电磁波波长，通过计算在4个接收天线上回波的相位差可测量目标的方位角度θ；

因接收天线间隔距离极小，当某方向有目标回波，到达接收天线的电磁波近似为平面波，因4个接收天线间有λ/ 2的路程差，因此不同接收天线间的回波信号存在相位差，通过计算在4个接收天线上回波的相位差可测量目标的方位角度θ，可同时测量多个目标的距离、速度、角度信息。