[发明专利]用于在MIMO雷达中获得自适应角度多普勒模糊函数的方法和系统

说明书

用于使用多输入多输出(MIMO)雷达来获得针对目标的自适应角度多普勒模糊函数(AF)的方法，MIMO雷达包括发射天线阵列，发射天线阵列至少是一维的以及具有多个天线元件。该方法包括：生成用于由发射天线阵列进行的发送的发送信号，发送信号至少规定在发射天线阵列中的相位中心的第一发送轨迹。该方法还包括：使用发射天线阵列对发送信号进行发送，以及从目标接收接收信号，该接收信号是由发送信号在目标上的入射造成的。该方法还包括：从接收信号中至少获得角度多普勒模糊函数(AF)。该方法特征在于，第一发送轨迹使得在操作中相位中心经历随机相位中心运动(PCM)，使得在发射天线阵列内的相位中心位置随时间随机地变化。还公开了用于获得AF的系统。

技术领域

概括地说，本发明涉及使用MIMO雷达对物体进行无线检测(例如，用于汽车)，以及更具体地说，本发明涉及用于使用随机相位中心运动(PCM)来获得角度多普勒模糊函数(AF)的方法和系统；本发明还为可以进行自适应的AF做了准备。

背景技术

在现代车辆中，越来越多地使用雷达系统，即用于感测相邻物体/目标(包括其它车辆)、用于车道变换、碰撞避免和其它驾驶员辅助功能。

雷达系统中关于角度、多普勒和范围的明确区分仍然是研究领域。角度分辨率是在物理上受到总天线阵列大小限制的。

已知技术可以分为三个不同的主题，这些主题都涉及一种相位中心运动，但具有不同的术语。

合成孔径雷达(SAR)利用相位偏置中心天线(DPCA)技术，以便改善安装在移动的平台上的移动目标指示器(MTI)雷达的性能。通过向后偏移天线的相位中心，DPCA技术补偿移动的平台的向前的运动，使得在几个脉冲重复间隔内，天线是在空间中有效地静止的。

与天线和传播有关的文献主要涉及天线波束模式整形和旁瓣抑制。这些背景技术更多地依赖于天线及其辐射特性，以及较少地依赖于设计用于编码的信号。然而，引入了关键词相位中心运动和4维阵列(3个空间维度加时间维度)。

引入了时分复用(TDM)MIMO，其中一次只有一个发射机是活动的，以便实现相对于到达角的正交信号。可以将TDM切换方案本身解释为针对单个轨迹的一种相位中心运动。因此，相关文献公开了仅使用单个轨迹，以及所给出的轨迹都遭受目标多普勒频移，以及因此不会同时地在角度和多普勒方面正交。

更具体而言，已知的虚拟多输入多输出(MIMO)概念相对于其相控阵对应物，向相同数量的天线元件提供更好的角度分辨率。对稀疏阵列和正交信号的利用导致在处理单元中的虚拟填充阵列。在现有技术中已经广泛讨论了实现关于发送信号的正交性。

B.T.Perry、T.Levy、P.Bell、S.Davis、K.Kolodziej、N.O’Donoughue、J.S.Herd在2013年的IEEE国际相控阵系统与技术研讨会中发表的“Low Cost Phased Array Radarfor Applications in Engineering Education(用于在工程教育中应用的低成本相控阵雷达)”中，公开了通过以线性方式跨调频连续波(FMCW)线性调频信号切换发射机和接收机来实现的低成本FMCW雷达。发送-接收对的连续切换方案产生基于简单离散傅里叶变换(DFT)的接收处理，用于解决不同的到达角。通过虚拟天线重叠来解决对反向散射的旁瓣抑制；这减小了虚拟阵列孔径以及因此降低了角分辨率。但是，天线元件跨脉冲的线性切换导致角度多普勒耦合。