[发明专利]天线装置、雷达系统、车辆和方法

说明书

本发明公开了一种天线装置、尤其用于雷达系统的天线装置，其具有第一天线元件，它们沿水平方向设置在一个平面中并且构造用于接收第一无线电信号；所述雷达系统具有第二天线元件，它们分别设置在水平布置的第一天线元件的上面或下面并且构造用于接收所述第一无线电信号；所述雷达系统具有计算装置，所述计算装置构造用于从由所述第一天线元件接收的无线电信号和由所述第二天线元件接收的无线电信号计算位于所述天线装置前面的对象的方位角和俯仰角。本发明还公开了雷达系统、车辆和方法。

技术领域

本发明涉及天线装置、尤其用于雷达系统的天线装置，涉及该雷达系统、车辆和方法。

背景技术

即使以下结合用于车辆的雷达系统来描述本发明，但本发明并不限于此，而是可以与任意的雷达系统一起使用。

在现代车辆中使用了许多电子系统，它们例如可用来在引导车辆时支持驾驶员。例如制动辅助可识别在前面行驶的交通参与者并且对车辆相应地制动和加速，使得始终保持与在前面行驶的交通参与者的预给定的最小距离。这种制动辅助也可以当其识别出与在前行驶的交通参与者的距离过小时启动紧急制动。

为了能在车辆中提供这种辅助系统，需要检测关于相应车辆的周围环境的数据。在制动辅助的上述例子中，例如需要检测在前面行驶的交通参与者的位置，以便可以计算该车辆相对于在前面行驶的交通参与者的距离。

在检测在前面行驶的交通参与者的位置时，例如可以从相应车辆的行驶方向出发检测在前面行驶的交通参与者的方位角。因为功能上不重要的对象如井盖或桥也反射雷达信号，所以俯仰角的检测允许在功能上重要的与不重要的对象之间进行区分。

方位角或俯仰角的这种检测例如可以通过雷达系统的接收天线的相位或幅度的分析处理来实现。

US 2012/256795 A1示出用于这种雷达系统的可能的天线。

对于具有相位中心x_i和y_i的两维天线阵列来说，下式适用于元素i上的相位：

在此，θ表示方位角，并且Φ表示俯仰角。

在一般的两维天线阵列的情况下，必需共同计算方位角和俯仰角。由此大大地增加了计算耗费。因此值得期望的是，使方位角与俯仰角的计算分离。

对于申请人而言已知，为了对于小的俯仰角(cos(Φ)≈1)能够实现方位角和俯仰角的分开计算，使用如图7所示的天线。在图7中示出一种天线的各接收元件的位置。在此，用于方位角计算的四个接收元件设置在一个水平平面中。用于俯仰角计算的两个附加的接收元件设置在该水平平面的第三接收元件上面的一个垂直平面中。

然而在用于车辆的现代雷达系统中在俯仰角方向上要求高的天线增益，以便实现到重要的俯仰角区域上的聚焦并且因此可以减弱诸如道路杂波的干扰。

为了能够实现高的天线增益，这种天线的天线元件需要在俯仰角方向上的大的延展。这在图7的布置中导致在俯仰角方向上的很大的延展。但俯仰角方向上的延展越大，在俯仰角估计时单值区域就越小。在此，单值区域与所使用的雷达信号的频率相关。这由各个接收元件的相位分析处理得出，其中，相位偏移最高可以是-π至+π。如果相位偏移更大，则不再能单值地分配信号。因此，各个接收元件的较大距离导致了减小的单值区域，因为通过更大的距离使相位偏移。

发明内容

本发明公开了一种天线装置、一种雷达系统、一种车辆和一种用于尤其借助雷达系统检测对象的方法。

据此给出：