[发明专利]具有包含多个天线单元的串联馈电阵列天线的雷达装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达装置，并且更为具体地说，涉及具有串联馈电阵列天线的雷达装置，每个串联馈电阵列天线包含通过馈线串联的多个天线单元。

背景技术

在使用阵列天线的雷达装置中，由于在制造雷达装置时发生误差或者由于环境温度的变化，天线单元的馈电相位出现偏移。因此，从阵列天线输出的雷达波束的方向也可能出现偏移。结果，雷达装置的性能可能降低。

在这点上，举例而言，公开号为2008-224511和2002-162460的日本专利申请公开了在雷达装置中使用的技术，以校准雷达装置的相位偏移。

特别地，公开号为2008-224511的专利文件公开了一种技术，其中，来自发射天线的漏波被接收天线接收并且对漏波的相位进行存储，并且在实际检测到目标时，该方法将雷达波的相位与漏波的相位进行比较，然后针对每个天线单元提取相位校正量并且记录该相位校正量。结果，每次检测到目标时，基于相位校正量来校准误差。

此外，公开号为2002-162460的专利文件公开了一种技术，其中，检测参考天线处的雷达波和其他天线处的雷达波之间的相位差，并且将所检测的相位差与由于其他天线单元处的温度变化所引起的经估计的相位差进行比较，从而获得相位校正量。

根据毫米波雷达装置，为了减少馈线的功率损耗，可以缩短馈线的长度。因此，在毫米波雷达装置中使用串联馈电阵列天线是有效的。然而，在串联馈电阵列天线中，由于在制造串联馈电阵列天线时发生误差或者由于温度变化，各个天线单元的馈电的相位(馈电相位)中可能出现误差，因此方向性的峰角出现偏移。结果，雷达装置的性能可能降低。例如，如图5所示，当预计在雷达装置中没有误差时，雷达波的波束被设计成在0度处具有增益峰值。假设雷达装置中发生误差，因此方向性的峰角偏移了θ度，0度方向处的增益明显降低。

公开号为2008-224511和2002-162460的专利文件所公开的技术涉及雷达水平方向上的角误差的校准。因此，在雷达的垂直方向上不能做出校正。这是因为不能检测并且校正排列在垂直方向上的各个天线单元中的馈电的相位偏移。此外，在专利文件2002-162460所公开的技术中，为了检测初始相位，需要设置参考天线单元并且在阵列天线前面布置标准反射体。因此，在这种技术中，天线的校准是不容易做到的。

发明内容

根据上述问题而完成了本发明。本发明的目标是提供一种雷达装置，其中，串联馈电阵列天线用于发射和接收雷达波，并且可以校准每个天线单元中的馈电的相位偏移。

作为实施例的第一方面，提供了一种形成串联馈电阵列天线的雷达装置。该雷达装置包含：阵列天线，其具有发射天线和接收天线，每个天线包含排成阵列的多个天线单元并具有电连接在其间的馈线，其中，所述发射天线从在各个天线单元之间具有相互不同的馈电相位的所述各个天线单元辐射信号，以产生雷达波束；校准线，其连接在所述发射天线的所述馈线处的连接点和所述接收天线的所述馈线处的连接点之间；开关，其连接在所述发射天线和所述接收天线之间以连接或断开其间的所述校准线，当所述开关连接所述校准线时，具有相位偏移的所述信号经由所述校准线传输；计算模块，其用于基于所述发射天线处的参考相位从经由所述校准线传输的所述信号计算相位偏移量；以及校准模块，其用于校准由所述计算模块计算的所述相位偏移。所述校准线是连接在所述连接点之间的，以在从所述发射天线中的所述馈线上的馈电点到所述发射天线中的所述馈线上的所述连接点的信号路径中和从所述接收天线中的所述馈线处的所述连接点到所述接收天线中的所述馈线处的馈电点的信号路径中包含至少一个天线单元。

可以通过任何天线结构来设计天线阵列(即，发射天线和接收天线)，只要天线被设计成串联馈电天线。特别地，所述发射天线和所述接收天线的所述馈线可以由微带线、三板线、共面线和波导管来配置。对于发射天线和接收天线的天线单元，可以使用贴片天线、偶极子天线和隙缝天线。此外，发射天线和接收天线可以是相控阵列天线，其中，移相器被布置在所述天线单元之间。所述移相器是由以下中的至少一个来配置的：半导体设备、MEMS(微电机械系统)、可变介电常数材料(例如，铁电材料或液晶材料)。