[发明专利]利用跳频实现高度扫描的微波系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在汽车中使用的那种类型的微波系统，其通过跳频实现高度扫描。

背景技术

使用毫米范围的无线电波的微波系统已被分配了某些频率供汽车使用。例如，约76.5千兆赫-80千兆赫的频带范围被多个国家分配供汽车使用。分配的带宽因国家而不同。

很多汽车系统利用具有辐射器阵列作为天线的FMCW微波系统。辐射器阵列的不同单元通过各个单元在辐射器阵列中的相移在水平方向上扫描。

以前，这些FMCW汽车雷达系统利用一个固定频率的FMCW信号，并在一个固定带宽进行频率调制扫描。尽管这样足够提供天线的水平扫描，但之前没有尝试过提供高度扫描，即在垂直方向上的扫描。尽管这种高度扫描可以实现，例如通过机械地倾斜天线辐射器阵列，但是这样做的成本过高，而只有相对很小的益处。因此，这些已知的汽车雷达系统没有提供任何高度扫描。

发明内容

本发明提供一种具有高度扫描的FMCW汽车雷达系统，其可以克服以前已知的系统的上述缺点。

与以前已知的FMCW汽车雷达系统一样，本发明的汽车雷达系统利用相对于车辆定位的传统的天线辐射器阵列。在传统方式中，天线阵列通过天线辐射器阵列的相移在水平方向上扫描。

然而，与以前已知的FMCW汽车雷达系统不同，本发明的方法使用跳频在政府分配的带宽中以不同的中心频率发送FMCW信号。更具体地，在本发明中，发送具有第一带宽和具有第一微波中心频率的第一FMCW信号。，如果有来自第一微波信号的回波，则被辐射器阵列接收。然后，发送具有第二较高微波中心频率并具有第二带宽的第二FMCW微波信号。虽然第一和第二带宽可能在大小上相同，但第一和第二中心频率被充分地间隔开以使第一和第二带宽不相互重叠。

接着，如果有第二微波信号的回波，则被天线辐射器阵列接收。这些一个或多个回波接着被处理以识别导致回波的一个或多个物体的一个或多个位置，然后将此信息发送给用户。然后不断重复上述步骤。

因为天线辐射器阵列是固定的，所以第二FMCW信号自动提供由于辐射器阵列的相移而产生的在高度上向上的偏移。

本发明需要用于FMCW微波信号的至少两个不同的中心频率。但是，在不超出本发明的范围的情况下，可以使用三个或甚至更多具有不同中心频率的微波信号。

附图说明

参照相应附图阅读接下来的详细说明将会更好的理解本发明，其中，多个附图中的相同部件用相同的附图标记指示，其中：

图1是指示本发明一个优选实施例的示意框图。

图2是指示辐射器天线阵列的平面示意图。

图3是指示不同频率的信号通过雷达天线阵列的传播的示意图。

图4是指示不同频率的垂直波束倾斜的图。

图5是相对于频率的波束倾斜的图。

图6是指示本发明操作的示意图。

具体实施方式

首先参考图1，示出了示例本发明系统的简化示意框图。系统20包括微波发射机22，其通过其天线24发送频率调制的CW信号。发射机22发送的微波信号在毫米波长范围内，例如，76千兆赫-80千兆赫。

此外，发射机22通过其天线24在至少两个不同的中心频率F₁和F₂发射FMCW信号。可用多路复用器26在中心频率F₁和F₂中选择，并且FMCW信号交替和反复地发送两个信号F₁和F₂。在传统方式中，每个中心频率是通过斜坡或其他波形进行频率调制的。

在已知方式中，物体28导致发送的微波信号反射回辐射器阵列30。示范性的辐射器阵列30示例在图2中，其包括安装在阵列中的多个辐射器32，并且适合于通过辐射器32的相移在水平位置扫描。这样的确定导致回波返回到辐射器阵列30的物体的水平位置的相移对于本领域技术人员来说是公知的。

辐射器阵列30的输出接着被耦合到处理器34(图1)，处理器34还从发射机22接收到代表频率F₁或F₂的信号。在接下来将要更详细介绍的方式中，处理器34不仅确定物体28的水平位置，还确定物体28或29的高度，并通过显示器36将处理结果发送给用户。上述过程不断反复重复。