[发明专利]FMCW雷达传感器

说明书

FMCW雷达传感器，该FMCW雷达传感器具有相隔一定间距地布置成一排的多个天线元件(10)以及具有角度测量装置(32)，所述天线元件分别分配有混频器(12)和分析处理单元(16)，所述混频器通过将接收到的信号(E)与振荡器信号(OSC)混合来产生中频信号(Z1、Zi、Zn)，所述分析处理单元构造用于在测量周期(T)内将中频信号(Z1、Zi、Zn)作为时间(t)的函数进行记录并且将这样获得的时间信号(S1、Si、Sn)通过傅里叶变换转换成频谱(F[Si_c])，在所述角度测量装置中，在独立的通道中进一步分析处理由不同分析处理装置获得的频谱，其特征在于：射束成形装置(22)，其构造用于通过平衡信号关于不同天线元件(10)的行程长度差，对从预给定的优选方向(θ)中所接收的信号(E)进行射束成形，求和装置(26)，用于通过频谱的相干相加来形成总频谱，间距测量装置(30)，用于基于总频谱来确定优选方向上的对象的间距。

技术领域

本发明涉及一种FMCW雷达传感器，该FMCW雷达传感器具有间隔开地布置成一排的多个天线元件以及具有角度测量装置，所述天线元件分别分配有混频器和分析处理单元，所述混频器通过将接收到的信号与振荡器信号进行混合来产生中频信号，所述分析处理单元构造用于在测量周期上将中频信号作为时间的函数进行记录并且通过傅里叶变换将这样获得的时间信号转换成频谱，在所述角度测量装置中在分开的通道中进一步分析处理由不同分析处理装置获得的频谱。

背景技术

在已知的FMCW雷达传感器中，对发送信号的频率进行斜坡状地调制。在接收部分中，通过将接收到的信号与发送信号混合来获得中频信号，其频率取决于当前发送的信号与接收到的信号之间的频率差。由于斜坡状的调制，该频率差取决于雷达波从传感器到对象并返回到传感器的传播时间。通过傅立叶变换获得中频信号的频谱，在该频谱中每个所定位的对象呈现为与对象的间距相关的频率处的峰。但是，由于多普勒效应，峰的频率位置也取决于对象的相对速度。为了将间距相关的部分和速度相关的部分彼此分离，已知依次驱动具有不同斜率的多个频率斜坡。由于仅频率的与间距相关的部分取决于斜坡斜率，因此可以通过比较在不同斜坡上获得的频率位置来确定对象的间距和相对速度。

在其上记录时间信号的测量周期只能具有受限的长度——该情况导致在傅里叶变换中产生次最大值形式的伪像，该伪像使得信号的解释变得困难。已知通过以下方式在很大程度上抑制这种次最大值：在傅里叶变换之前，借助合适的窗函数对时间信号进行“加窗”，例如通过将时间信号与同样时间相关的窗函数相乘。窗函数——例如所谓的汉明窗——首先具有以下作用：平滑在测量周期的开始和结束处的时间信号中的突变，并且由此减轻次最大值。

这种类型的雷达传感器已经在很大范围内用作用于机动车的驾驶员辅助系统中的传感器部件。在高度自主驾驶的方向上的驾驶员辅助系统的进一步发展过程中，对雷达传感器的性能提出越来越高的要求。为了实现例如在方位角中更好的角度分辨率，可以增加布置成一排的天线元件的数量。在对象具有非常小的方位角的情况下，则还可以通过以下方式提高位置敏感度：将由不同天线元件所接收的然后对于对象基本上相位相等的信号相干相加，从而通过相长叠加获得更好的信噪比。

通过以下方式可以实现经改善的间距分辨率：以较大的频率增量来实施发送信号的斜坡状的调制。由此在频谱中以不同间距定位的对象的两个峰之间的频率间距增大。与此相应地，间距空间可以划分为更大数量的间距块(Abstandsbin)，其中，始终满足以下要求：可以将每个对象峰单义地分配给确定的间距块。

然而，对于其位置方向与天线元件的排上的法线偏离较大角度的对象，随着天线阵列的孔径增大(并且与此相应地在阵列的相反的端部处的天线元件之间的更大的间距)得出同一对象的在不同天线元件中接收到的信号之间的显著的行程长度差，从而在相干相加中由于相位差也可能导致相消干涉。然后，由于行程长度差，频率增量的增加导致峰的加宽，从而不再完全实现间距分辨率的所力争达到的改善。

发明内容

本发明的任务是：在开始所提及的类型的雷达传感器中改善位于确定的优选方向上的对象的位置敏感度和/或间距分辨率。