[发明专利]一种毫米波MIMO雷达天线及其控制方法

权利要求书

1.一种毫米波MIMO雷达天线的控制方法，其特征在于，用于以下结构的毫米波MIMO雷达天线：

发射天线，包括至少1组，每一组发射天线包括至少2个，各所述发射天线沿第一方向相互平行的排列在介质板的上表面，其中每一组内的各发射天线的间距d小于各组之间发射天线的间距D；

接收天线，包括至少2个，其沿第一方向相互平行的排列在介质板的上表面，所述接收天线与所述发射天线分列两排，各所述接收天线之间的间距相等，且各所述接收天线之间的间距在d～D的范围之间；

其中，每一个所述发射天线或每一个接收天线均包括：

振子单元，包括6个，其沿第二方向等间距排列，6个所述振子单元的尺寸由中间向两侧递减；

馈线，顺次连接6个所述振子单元，为6个所述振子单元同相串馈电信号；阻抗匹配器，其连接6个所述振子单元中设置在最外侧边缘的一个振子单元的外侧，所述阻抗匹配器为设置有多级不同宽度的台阶的微带线结构，将所述发射天线或所述接收天线的阻抗匹配至50ohm；

所述控制方法对毫米波MIMO雷达天线中的发射天线按照以下步骤进行控制：

第一步，对排列在最外侧边缘的一个发射天线输出驱动信号，所述驱动信号为频率线性变化的调频连续波；其中，各所述发射天线之间发射信号的时间间隔为固定时间其中，v_max表示最大测量速度，f_z表示所述发射天线的载频；所述频率线性变化的斜率其中，R_max表示最大测量距离，c表示光速，f_sample表示采样频率，f_sample为设定值；

第二步，每间隔固定时间对沿所述第一方向排列的下一个发射天线输出与第一步中发射天线相同的驱动信号；

第三步，重复上述第二步，直至断开对排列在另一侧边缘的所述发射天线所输出驱动信号，每间隔固定时间T，跳转至第一步；

第四步，重复上述第一步至第三步，直至完成一个雷达周期内全部驱动信号的输出；

所述驱动信号驱动各发射天线输出电磁波信号，所述电磁波信号辐射至目标物体后反射而被接收天线接收，并按照如下步骤处理：

步骤R1，同步接收全部各所述接收天线所获得的目标物体所反射的电磁波信号，并按照采样频率f_sample进行采样获得采样信号；

步骤R2，对所述采样信号进行傅里叶运算，将所述采样信号从时域转换至频域，并做恒虚警处理，得到目标物体的距离序号R_n，计算目标物体的距离其中，c表示光速，f_sample表示采样频率，K表示所述发射天线的发射信号的频率线性变化的斜率，N_R表示采样点数；

步骤R3，在发现所述目标物体的距离序号所对应的单元上，将连续多次发射周期内相同采样位置的数据取出做傅里叶运算和恒虚警处理，得到目标物体的速度序号V_n，计算目标物体的速度其中，f_z表示所述发射天线的载频，N_v表示发射次数；

步骤R4，根据所述目标物体的速度v和所述目标物体的距离R，取出各所述接收天线对应该位置的数据进行相位补偿：相对于第一次收到的回波，第k次回波的相位差为其中，V表示目标速度，λ表示载波波长；根据欧拉公式将每次采样信号所获得的信号数据表示为e^jφ，对每次的信号数据进行相位补偿，则第k次补偿后所述信号数据的值等于

步骤R5，根据补偿后所获得的信号数据的值进行波束合成，得到目标物体相对所述毫米波MIMO雷达天线的准确角度。

2.如权利要求1所述的毫米波MIMO雷达天线的控制方法，其特征在于，上述第一步至第四步的发射中以及步骤R1至步骤R5的接收过程中，所述接收天线与所述发射天线同步工作；

所述同步工作的过程中，每一个发射天线根据所述驱动信号发射电磁波信号时，均能够分别将其等效为其余各所述发射天线发射在该发射电磁波信号的所述发射天线的位置发射相同的电磁波信号；

每一个所述等效的发射天线，均分别对应有其等效的接收天线，其中，各所述等效的发射天线与其所对应的等效的接收天线的位置关系与所述毫米波MIMO雷达天线中对应的发射天线与各接收天线的位置关系相同；

步骤R1中，所述目标物体所反射的电磁波信号由所述接收天线以及各等效的发射天线所对应的各等效的接收天线同步接收，而后进行步骤R2至步骤R5的处理过程。