[发明专利]用于对雷达传感器的高频模块进行相位校准的方法

说明书

一种用于校准雷达传感器的两个接收单元(18)的方法，所述雷达传感器具有由两个子阵列(22，24)形成的接收天线(E1‑E8)的阵列(20)和分析处理装置(32)，所述分析处理装置构造为用于根据由所述接收天线(E1‑E8)所接收的信号之间的相位差来进行对所定位的雷达目标的角度估计，其中，每个接收单元(18)均具有用于子阵列(22，24)之一的接收天线的信号的平行接收路径，其特征在于以下步骤：分析所接收的信号并判定存在多目标场景还是存在单目标场景，在单目标场景的情况下，测量在所述子阵列(22，24)中所接收的信号的相位并计算所述两个子阵列(22，24)之间的相位偏移，并且根据所计算的相位偏移来校准所述两个接收单元(18)中的相位。

技术领域

本发明涉及一种用于对雷达传感器的两个高频模块进行相位校准的方法，该雷达传感器具有由两个子阵列形成的接收天线阵列并且具有分析处理装置，该分析处理装置构造为用于基于由接收天线所接收的信号之间的相位差来进行对所定位的雷达目标的角度估计，其中，每个高频模块都具有用于子阵列之一的接收天线的信号的并行接收路径。

背景技术

在用于机动车的驾驶员辅助系统中并且尤其在用于自动驾驶的车辆引导系统中需要性能卓越的雷达传感器，所述雷达传感器能够以高准确度和高可靠性来测量与其他交通参与者、尤其其他车辆的距离、相对速度和方向角(尤其方位角)。

许多已知的用于机动车的雷达传感器根据FMCW原理(Frequency ModulatedContinuous Wave，调频连续波)工作，在所述FMCW原理中，将所发射的雷达信号的频率斜坡形调制，并且将所接收的雷达回波与在当前时间点所发射的信号的一部分进行混频。以这种方式获得中频信号，其频率相应于所发射和所接收的信号之间的频率差。该频率差由于雷达信号的传播时间和频率调制而包含与距离相关的部分，该部分与斜坡斜率成比例。该频率差还由于多普勒效应而包含与定位对象的相对速度相关的部分。通过将已经以不同斜坡斜率获得的测量结果进行比较，可以将两个部分彼此分离，从而可以确定定位对象的距离d和相对速度v。

还已知FMCW雷达传感器，在所述FMCW雷达传感器中，单个测量周期包括多个具有高斜率的“快速”频率斜坡(rapid chirps，快速线性调频)，其中心频率在其方面在“慢速”斜坡上调制。通过中频信号的二维傅里叶变换，一方面通过快速斜坡而另一方面通过慢速斜坡使得可以在距离测量和相对速度测量中实现更高的测量准确度。

通过以下方式实现对所定位的雷达目标的方向角的估计：使阵列内的接收天线在应测量角度的方向上、通常在水平方向上彼此错开。然后，由各个接收天线所接收的信号具有相位差，该相位差取决于雷达回波的入射角。可以通过增加阵列的孔径和接收天线的数量来改善角度分辨率。但是，接收信道的数量也会随之增加，使得高频模块的接收部分的复杂性显著提高。

也可以扩大阵列的孔径，而不增加接收天线的数量。但是在这种情况下，在分析处理相位差时可能出现多值性(Mehrdeutigkeit)，使得无法可靠地确定对象的实际方向角。在MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)雷达中，高频模块的发射单元具有多个发射天线，所述发射天线也在水平线上彼此错开。通过例如以时分复用方法或码分复用方法来运行错开的发射天线，阵列的孔径被虚拟地扩大，而不必增加接收信道的数量。

发明内容

本发明尤其涉及具有两个或更多个基本上结构相同的高频模块的雷达传感器。一方面，这些模块可以单个地用于具有低性能要求的雷达传感器——例如在驾驶员辅助系统中，另一方面，这些模块可以多个互连，以便实现具有更高的性能、尤其具有更高的角度分离能力的雷达传感器。但是，在后一情况下，需要将不同高频模块精准地彼此同步，以便避免由不同高频模块的接收部分和/或发射部分中的相位差引起的误差。