本技术介绍了一种新型车载4D毫米波雷达的稀疏天线阵列及其设计方法。该雷达系统配备了12根发射天线与16根接收天线,确保天线间无重叠。发射天线被分为两组,以优化信号传输和接收效率。
背景技术
4D毫米波雷达是下一代雷达系统,展示了高度自动化驾驶(HAD)用于提高汽车安全性的新方法。毫米波雷达所特有的全天时和全天候工作的优势使其优于车载光学摄像头和激光雷达等传感器,此外相较于激光雷达,价格也更低廉。4D毫米波雷达的出现解决了传统毫米波雷达水平向角分辨率低,且不具备测高能力的缺点。
由于在距离-多普勒-方位角-仰角域中需要高分辨率传感能力,HAD系统需要高分辨率4D成像雷达来提供高角分辨率和更好的到达方向(DOA)估计。为了在方位角和仰角上获得高角分辨率,需要较大的天线阵列孔径尺寸以及大量的发射和/或接收信道。但是要能应用于汽车上,雷达的尺寸就不能太大。多发多收(Mutiple Input Mutiple Output,MIMO)模式下的虚拟孔径技术很大程度上解决了雷达角分辨率和尺寸之间的矛盾,而收发天线的排布问题是研制4D毫米波雷达首当其冲需要解决的,且阵列的排布直接决定了产品的尺寸和角分辨率等重要指标。现有技术在有限的天线面板空间内,水平向和俯仰向的角分辨率还比较低,而且尺寸比较大,有待进一步提高。
高度集成的雷达芯片集成了收发射频链路、波形形成、收发数字链路等,单个MIMO雷达芯片具有一定数量的收发通道,故基于单芯片设计的天线数量无法改变,使得雷达系统的设计受到了限制。MIMO雷达系统中的天线设计直接影响系统的角度分辨率,少量的收发天线数目会导致雷达系统的分辨率低,增大天线阵元间距,对阵列进行稀疏设计能增大阵列孔径提高分辨率,但阵元间距过大会导致栅瓣的产生。
实现思路