[发明专利]一种毫米波雷达天线系统及解耦方法

说明书

本发明公开了一种毫米波雷达天线系统和解耦方法，所述天线系统包括天线阵列、主处理器和基带处理电路，所述天线阵列包括至少2条发射天线及至少2条接收天线，主处理器的发射信号经过发射天线辐射至目标物，接收天线接收目标反射信号，信号经主处理器混频至基带后，由基带处理电路分析计算得到各目标参数。与同等性能雷达相比，所述天线系统采用单处理芯片集成方案，成本较低，主板及天线排布更为紧凑。采用所述解耦方法，可计算得到目标方位及俯仰角，并且由MIMO等效虚拟阵列原理，上述天线系统可虚拟出更多的接收通道，提高方位角测量分辨率。利用所述天线系统中的单脉冲天线结构，可解决在接收天线间隔较大时，主波束成形方位角测角模糊的问题。

技术领域

本发明涉及一种天线系统及解耦方法，特别涉及一种毫米波雷达天线系统及解耦方法。

背景技术

车载毫米波雷达作为一种提高汽车安全系数的主动预防设备，已经成为了各大汽车厂商及广大消费者关注的重点。雷达通过处理目标物的反射信号从而得到物体的距离、速度、角度等信息。主要原理为雷达内部首先产生一个特定的波形，其中小部分的波束信号被用作参考信号，而另外一大部分波束信号被天线辐射出去。被辐射出去的信号在传播过程中遇到目标则发生反射，反射回来的信号被接收天线接收并与参考信号进行混频，雷达板上的基带电路可以对此混频信号进行处理，得到本车与其他目标物的相对速度、方位角、距离等信息。系统对这些信息进行判断，当系统认定有危险时，会自动进行减速、刹车等，以此保护汽车行驶安全。在车辆行驶过程中，对于无俯仰测角能力的车载雷达，会将有些对于驾驶安全几乎无影响的交通关联物(如路中央的易拉罐，窨井盖等)，以及正常行驶道路中的隧道、桥洞等，视为危险目标，从而采取紧急制动措施，严重影响驾驶体验及驾驶员生命安全；因此，车载毫米波雷达除了方位角测量，俯仰角测角能力也非常重要。

目前，毫米波雷达天线主要以微带贴片天线形式为主，大多采用多发多收(MIMO)的体制，而多发多收体制产生的等效多接收通道虽然可以提高信号信噪比，从而提高测距测角精度，但可能会存在以下几个不足：

1、毫米波雷达相邻接收天线之间的间隔较大时，主波束成形结果存在测角模糊，如毫米波雷达相邻接收天线之间的间隔大于0.5λ时，雷达方位角测角范围[-α_min,α_max]小于90度，当目标方位角α不在雷达测角范围内时，目标方位角会映射为一个在雷达测角范围内的角度α_m，从而雷达接收端无法判断该角度的真实数值是α还是α_m，即测角结果存在模糊性问题；

2、为了实现较高的分辨率，采用多芯片集成，成本非常高，雷达体积也较为庞大；

3、传统的三发四收体制在同时具备俯仰角与方位角测量功能时，虚拟出的接收通道往往较少，导致方位角分辨率较低。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种毫米波雷达天线系统及解耦方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种毫米波雷达天线系统及解耦方法。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种毫米波雷达天线系统，包括天线阵列、主处理器和基带处理电路，所述天线阵列包括至少2条发射天线，以及至少2条接收天线，主处理器的发射信号经过发射天线辐射至目标物，接收天线接收被目标物反射回来的信号，所述信号经过主处理器混频后，由基带处理电路分析计算得到各目标参数。

作为优选，所述每条发射天线包括至少一个线阵；所述每条接收天线包括至少一个线阵。

作为优选，所述线阵包括若干个贴片，所述贴片为宽度经过加权的贴片。通过对每个贴片的宽度进行加权，改变每个贴片的电流强度，继而改变线阵的整体电流分布，降低副瓣，加权方式采用切比雪夫分布，实现波束的等副瓣分布。

作为优选，所述天线阵列包括3条发射天线和4条接收天线。