用于車輛的雷達和操作該雷達的方法
【專利摘要】用于車輛的雷達和操作該雷達的方法。這里公開了一種車載雷達。該雷達可以包括：用于中距離的Tx天線；用于短距離的Tx天線；用于中距離的Rx天線列，其每個被構造成具有垂直的長形并且被水平地布置；用于短距離的Rx天線列，其每個被構造成具有垂直地長形并且被布置在一些用于中距離的Rx天線列之間；以及控制單元，其被構造成處理在由用于中距離的Tx天線輻射無線電波之后從特定對象反射并且由用于中距離的Rx天線列接收的無線電波的信號或者在由用于短距離的Tx天線輻射無線電波之后從特定對象反射并且由用于短距離的Rx天線列接收的無線電波的信號。
【專利說明】用于車輛的雷達和操作該雷達的方法
【技術領域】
[0001] 本發明的示例性實施方式涉及雷達裝置，并且更具體地，涉及能夠支持短距離功 能以及中和長距離雷達（LRR)功能的全部功能的雷達裝置，該裝置被構造成通過單個裝置 或系統構造來支持所有短距離、中距離以及LRR功能并且在單個芯片上實現該雷達裝置的 大部分元件，從而能夠達到小型化、高密度的集成化和低功率。
【背景技術】
[0002] 最近，根據對短距離和高分辨率雷達的需求的增長，對毫米和亞毫米波段中的短 距離和高分辨率雷達進行了持續的研究。能夠確定或分辨相鄰對象之間的距離的高分辨率 雷達系統以各種方式用于工業和軍事目的。車載雷達系統主要用于現實生活中。該車載雷 達系統是用于實施智能交通系統的主要技術，該智能交通系統可以被稱為針對車輛的安全 駕駛系統，其已經被開發出來以通過檢測在大約250m或更小的半徑內運動或停止的另一 車輛或對象的移動來避免由于惡劣的天氣條件或駕駛員的疏忽而發生的事故。
[0003] 為了獲得小視場內的高的空間分辨率，傳統的高分辨率雷達系統通過使用精密的 機械裝置掃描對象以在各種方向檢測對象。在這樣的雷達系統中，要使用能夠進行電子掃 描的多波束天線以及數字波束成形技術，因為如果天線的數目增加，則相應的機械裝置也 增加以增加空間分辨率。由于這個原因，傳統的高分辨率雷達系統主要應用于針對車輛的 小型雷達。
[0004] 車載雷達技術可以被劃分為能夠檢測大約250m或更小以內的對象的長距離雷達 以及能夠檢測60m或更小以內的對象的短距離雷達。77GHz頻段的頻率主要用在該LRR中， 并且24GHz頻段的頻率主要用在短距離雷達（SRR)中。
[0005] 例如，如圖1所示，被構造成執行自適應巡航控制（ACC)功能和停止和前進 (Stop&Go)功能這兩者并且被應用于針對正面碰撞預警和防止的應用程序（如自動緊急制 動（AEB))的現存的車載雷達具有如下構造，在該構造中用于短距離的雷達傳感器和用于 中/長距離的雷達傳感器被分離和安裝。在這種ACC和AEB結合的系統中，針對ACC的該 中距離和LRR通過檢測沿著被駕駛車輛行進的0-200m區間前方的交通線路來執行碰撞預 警和防止功能，并且針對AEB的SRR通過檢測侵入沿著被駕駛車輛行進的0-60m區間前方 的交通線路的車輛來執行碰撞預警和防止功能。
[0006] 最近提出了一種用于短距離和中/長距離的集成雷達，其中，如上所述被分離的 用于短距離的雷達傳感器和用于中/長距離的雷達傳感器如圖2所示被集成。
[0007] 在傳統的車載雷達裝置中，然而，依賴于它們的使用是僅應用在單個裝置或系統 中，LRR模式的特點是相對遠的檢測范圍和相對窄的視場，并且SRR模式的特點是短的檢測 范圍和寬的視場。
[0008] 相關技術文件
[0009] 專利文獻
[0010](專利文獻1)韓國專利申請公開No. 2009-0067990
【發明內容】
[0011] 本發明的第一目的是提供一種針對短距離和中/長距離的集成車載雷達，其能夠 減小實施區域。
[0012] 本發明的第二目的是提供一種針對短距離和中/長距離的集成車載雷達，其具有 高的接收靈敏度。
[0013] 根據用于實現本發明目的的本發明的一方面，用于車輛的雷達可以包括用于中距 離的Tx天線，用于短距離的Tx天線，用于中距離的Rx天線列，其每個所述用于中距離的Rx 天線列被構造成具有垂直的長形并且被水平地布置，用于短距離的Rx天線列，其每個所述 用于短距離的Rx天線列被構造成具有垂直地長形并且被布置在用于中距離的Rx天線列中 的一些之間，以及控制單元，其被構造成處理在由用于中距離的Tx天線輻射無線電波之后 從特定對象反射并且由用于該中距離的Rx天線列接收的無線電波的信號，或者處理在由 用于短距離的Tx天線輻射無線電波之后從特定對象反射并且由用于該短距離的Rx天線列 接收的無線電波的信號。
[0014] 在這種情況，將包含在用于中距離的Rx天線列的每個中的Rx天線和包含在用于 短距離的Rx天線列的每個中的Rx天線垂直地排列。
[0015] 該用于車輛的雷達還可以包括：發送電路，其被構造成響應于來自該控制單元的 指令向該用于中距離的Tx天線或者用于短距離的Tx天線提供用于發送Tx無線電波的電 力，以及Tx切換單元，其被構造成響應于來自該控制單元的指令選擇性地將所述用于中距 離的Tx天線或者所述用于短距離的Tx天線和所述發送電路連接。
[0016] 該用于車輛的雷達還可以包括接收電路，其被構造成解調由用于中距離的RX天 線接收的信號或者由用于短距離的Rx天線接收的信號并且將已解調的信號傳遞給該控制 單元，以及Rx切換單元，其被構造成響應于來自該控制單元的指令選擇性地將所述用于中 距離的Rx天線或者所述用于短距離的Rx天線和所述接收電路連接。
[0017] 在這種情況，可以將不與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長距離的Rx天線列 每隔兩個或兩個以上進行分組，可以將已分組的Rx天線列連接到單個接收線，并且可以將 與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長距離的Rx天線列連接到各自的接收線。
[0018] 在這種情況，該控制單元可以被構造成控制用于中距離的Tx天線使得該用于中 距離的Tx天線以第一時間間隔輻射Tx無線電波，并且控制用于短距離的Tx天線使得該用 于短距離的Tx天線以第二時間間隔輻射Tx無線電波。
[0019] 在這種情況，該控制單元被構造成將由與用于短距離的Rx天線列交疊的用于長 距離的Rx天線列接收的信號的每兩個或更多個進行分組，在用于中距離的Tx無線電波被 輻射的間隔中處理該已分組的信號，并且在用于短距離的Tx無線電波被輻射的間隔中處 理由用于短距離的Rx天線列接收的信號的每個。
[0020] 根據用于實現本發明目的的本發明的另一方面，一種用于車輛的雷達的操作方 法，該雷達包括用于中距離的Tx天線，用于短距離的Tx天線，用于中距離的Rx天線列，每 個被構造成具有垂直的長形并且被水平地布置，用于短距離的Rx天線列，每個被構造成具 有垂直的長形并且被水平地布置。該方法可以包括將用于中距離的Tx天線連接到發送線， 基于在由用于中距離的Tx天線輻射無線電波之后從特定對象反射并且已經由用于中距離 的Rx天線列接收的無線電波的信號來跟蹤中距離對象，將用于短距離的Tx天線連接到輸 出線，并且基于在由用于短距離的Tx天線輻射無線電波之后從特定對象反射并且已經由 用于短距離的Rx天線列接收的無線電波的信號來跟蹤短距離對象。
[0021] 在這種情況，跟蹤該中距離對象可以包括執行自適應巡航控制（ACC)。
[0022] 在這種情況，跟蹤短距離對象可以包括執行用于防止短距離碰撞的停止和行進 (Stop&Go)功能。
[0023] 在這種情況，跟蹤中距離對象可以包括將由與用于短距離的Rx天線列交疊的用 于長距離的Rx天線列接收的信號的每兩個信號進行分組，并且處理已分組的信號，并且跟 蹤中距離對象可以包括處理由用于短距離的Rx天線列所接收的信號的每個信號。
[0024] 在這種情況，Rx天線可以被垂直地排列在用于中距離的Rx天線列的每個中以及 用于短距離的Rx天線列的每個中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 從以下詳細說明結合附圖，本發明的上述和其它目的、特征和其它優點將被更清 楚地理解，其中：
[0026] 圖IA和圖IB是例示了用于車輛的SRR和中距離雷達的安裝結構和操作原理的概 念圖；
[0027] 圖2是例示了集成雷達的天線模塊的平面圖，其中用于中距離雷達的Tx和Rx天 線和用于SRR的Tx和Rx天線被簡單地集合在單個基板中；
[0028] 圖3A到圖3C是例示了當Rx天線距離是0. 5X時根據天線通道的數目的角分辨 率變化的曲線圖；
[0029] 圖4是例示了根據本發明的實施方式的用于車輛的集成的中距離和SRR的框圖；
[0030] 圖5A和圖5B是例示了在圖4的車載雷達中包含的天線模塊的實施方式的框圖；
[0031] 圖6是例示了包含在圖4的車載雷達中的天線模塊的實施方式的框圖；
[0032] 圖7是例示了操作圖4的車載雷達的方法的實施方式的流程圖；
[0033] 圖8是例示了如果中距離雷達的功能和SRR的功能交替執行時，時間間隔被分割 的Tx信號的輸出部分的曲線圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面將參照附圖來詳細地描述本發明的一些典型實施方式。
[0035] 圖IA和圖IB是例示了用于車輛的SRR和中距離雷達的安裝結構和操作原理的概 念圖。
[0036] 圖IA中例示了在車輛中獨立地安裝單個中距離雷達和兩個SRR。對于ACC所必須 的用于跟蹤在前方駕駛的車輛的任務，可以使用在該車輛前部的中心所安裝的中距離雷達 來執行，并且對于AEB所必須的用于跟蹤相鄰車輛的任務，可以使用在該車輛前部的兩端 所安裝的SRR來執行。
[0037] 圖IB例示了在該車輛的前部安裝將中距離雷達和SRR集成的雷達。
[0038] 圖2是例示了集成雷達的天線模塊的平面圖，其中用于中距離雷達的Tx和Rx天 線和用于SRR的Tx和Rx天線被簡單地集合在單個基板中。
[0039] 圖2中例示的集成的雷達的天線模塊被劃分成布置用于中距離的Tx和Rx天線的 區域以及布置用于短距離的Tx和Rx天線的區域。用于中間和短距離的Tx和Rx天線的每 個使用陣列天線來實施，在陣列天線中天線元件以陣列形式來布置。圖2中例示的集成的 雷達的天線結構不具有歸因于天線的集成的顯著的面積減小的效果，并且其缺點是如果角 分辨率或通道的數目增加則天線面積增加。
[0040] 圖2的天線形成陣列結構，其中天線列被水平地排列，天線列中的各個天線元件 被垂直地布置。
[0041] 在單個天線列中，被垂直地布置的天線元件通過單根線耦合，并且在外部接收電 路或發送電路中它們看起來像單個天線元件。
[0042] 如果提供了單個Tx通道和多個Rx通道并且天線列之間的距離是恒定的，例如， 0. 5A，Rx天線的通道數目、Rx天線的通道之間的距離以及角分辨率之間的關系有一種趨 勢，諸如公式1以及圖3A到圖3C的曲線圖。圖3A到圖3C是例示了當Rx天線距離是0.5入 時根據天線通道的數目的角分辨率變化的曲線圖。從圖3A-圖3C中可以看出根據Rx通道 的數目增加天線視場變窄并且角分辨率增加。
[0043]
【權利要求】
1. 一種用于車輛的雷達，該雷達包括： 用于中距離的Tx天線； 用于短距離的Tx天線； 用于中距離的Rx天線列，每個所述用于中距離的Rx天線列被構造成具有垂直的長形 并且被水平地布置； 用于短距離的Rx天線列，每個所述用于短距離的Rx天線列被構造成具有垂直的長形 并且被布置在所述用于中距離的Rx天線列中的一些之間；W及 控制單元，其被構造成處理在由用于中距離的Tx天線福射無線電波之后從特定對象 反射并且由用于中距離的Rx天線列接收的無線電波的信號或者在由用于短距離的Tx天 線福射無線電波之后從特定對象反射并且由用于短距離的Rx天線列接收的無線電波的信 號。
2. 根據權利要求1所述的雷達，其中，將包含在用于中距離的Rx天線列的每個中的Rx 天線和用于短距離的Rx天線列的每個中的Rx天線垂直地排列。
3. 根據權利要求1所述的雷達，所述雷達還包括： 發送電路，其被構造成響應于來自所述控制單元的指令向所述用于中距離的Tx天線 或者所述用于短距離的Tx天線提供用于發送Tx無線電波的電力；W及 Tx切換單元，其被構造成響應于來自所述控制單元的指令選擇性地將所述用于中距離 的Tx天線或者所述用于短距離的Tx天線和所述發送電路連接。
4. 根據權利要求1所述的雷達，所述雷達還包括： 接收電路，其被構造成解調由所述用于中距離的Rx天線接收到的信號或者由所述用 于短距離的Rx天線接收到的信號并且將已解調的信號傳遞給所述控制單元；W及 Rx切換單元，其被構造成響應于來自所述控制單元的指令選擇性地將所述用于中距離 的Rx天線或者所述用于短距離的Rx天線和所述接收電路連接。
5. 根據權利要求1所述的雷達，其中， 將不與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長距離的Rx天線列W每兩個或更 多個進行分組，并且將已分組的Rx天線列連接到單個接收線，并且 將與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長距離的Rx天線列連接到各自的接 收線。
6. 根據權利要求5所述的雷達，其中，所述控制單元被構造成控制所述用于中距離的 Tx天線使得所述用于中距離的Tx天線W第一時間間隔福射Tx無線電波，并且控制所述用 于短距離的Tx天線使得所述用于短距離的Tx天線W第二時間間隔福射Tx無線電波。
7. 根據權利要求6所述的雷達，其中所述控制單元被構造成： 將由與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長距離的Rx天線列接收到的信號 W每兩個或更多個信號分組并且在所述用于中距離的Tx無線電波被福射的間隔中處理已 分組的信號，并且 在所述用于短距離的Tx無線電波被福射的間隔中處理由所述用于短距離的Rx天線列 接收的信號的每個信號。
8. -種用于車輛的雷達的操作方法，該雷達包括；用于中距離的Tx天線；用于短距離 的Tx天線；用于中距離的Rx天線列，每個所述用于中距離的Rx天線列被構造成具有垂直 的長形并且被水平地布置；用于短距離的Rx天線列，每個所述用于短距離的Rx天線列被構 造成具有垂直的長形并且被水平地布置，所述方法包括： 將所述用于中距離的Tx天線連接到發送線； 基于在由所述用于中距離的Tx天線福射無線電波之后從特定對象反射并且由所述用 于中距離的Rx天線列接收的無線電波的信號來跟蹤中距離對象； 將所述用于短距離的Tx天線連接到輸出線；并且 基于在由所述用于短距離的Tx天線福射無線電波之后從特定對象反射并且由所述用 于短距離的Rx天線列接收的無線電波的信號來跟蹤短距離對象。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，跟蹤所述中距離對象包括執行自適應巡航控制 ACC。
10. 根據權利要求8所述的方法，其中，跟蹤短距離對象包括執行用于防止短距離碰撞 的停止和行進功能。
11. 根據權利要求8所述的方法，其中 跟蹤所述中距離對象包括將由與所述用于短距離的Rx天線列交疊的所述用于長距離 的Rx天線列接收到的信號W每兩個信號進行分組并且處理已分組的信號；并且 跟蹤所述中距離對象包括處理由所述用于短距離的Rx天線陣列接收到的信號中的每 個信號。
12. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述Rx天線垂直地排列在所述用于中距離的 Rx天線列的每個中和所述用于短距離的Rx天線列的每個中。
【文檔編號】G01S13/93GK104345311SQ201410389332
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】鄭圣熹, 李在殷 申請人:株式會社萬都
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
